Utstötningsmekanismer för en svampkanon (E. muscae s. Str.) Och mjukvattenkanonen (elastomerrör). (a) SEM -bild av konidioforer av svampen E. muscae s. str. Spetsen på varje cell skiljer sig åt till ett konidium som avgränsas av ett septum (anges i c). Skala, 20 µm. Insats:fluga med distinkta vita/gulaktiga band av svampkonidioforer. (b) Höghastighetsvideografi (15 000 fps) av utstötning av ett konidium (fast blått spår) från dess konidiofor (prickade gråspår) vid bristningslinjen (rött spår) strax under septum. Protoplasma (prickat vitt spår) observeras som ett litet satellitfall och ett andra vätskedropp återstår fäst vid konidioforen. Skala, 20 µm. (c) Utmatningsmekanism för (uppe till vänster, skalstapel, 10 µm) svampkanonen och (uppe till höger, skalstapel, 1 mm) mjukvattenkanonen. Botten:sporen eller projektilen (blå) frigörs från kanonen (grå) med hastigheten v0 när det ökande trycket p övervinner återställningskraften; svampkanonen har elastisk linjekraft Fel medan kanonen för mjukt vatten har kontaktfriktionskraft Fms. Kreditera: Journal of The Royal Society Interface (2019). DOI:10.1098/rsif.2019.0448
Ett team av forskare från Danmarks tekniska universitet, Köpenhamns universitet och Wageningen universitet och forskning har byggt en liten biomimetisk "mjuk kanon" för att bättre förstå hur svampsporer sprids. I sitt papper publicerat i Journal of the Royal Society Interface , gruppen beskriver att bygga sin lilla kanon och vad de lärde sig av att skjuta den.
Entomophthora muscae är en typ av svamp som överlever genom att infektera och ta över kvinnliga husflugor. När en spore landar på huden, svampen gräver in och gör sig hemma. Förutom att ta över cirkulationssystemet, svampen tar sig också till hjärnan och börjar kontrollera beteendet hos flugan. Svampen överlever genom att äta flugan inifrån och ut, och strax innan flugan dör, den är gjord för att landa på en närliggande höjdpunkt.
Efter det, svampen skapar stjälkar på utsidan av flugan som i huvudsak är ihåliga rör fyllda med vätska och en spore. Trycket inuti stjälkarna bygger upp till en viss punkt, och då, i precis rätt ögonblick, vätskan som innehåller sporen frigörs, skjuter lasten upp i luften. Forskarna rapporterar att kanonerna skjuter när en hane flyger, lockad till kvinnokroppen, kommer nära eller rör vid den. Vid avfyrning, sporerna tar sig till hanytans hudyta, som vidarebefordrar den till en ovetande frisk kvinna under parningen. I denna nya insats, forskarna försökte lära sig mer om kanonmekanismen. För detta ändamål, de byggde själva sin egen lilla version av den och testade sedan hur den reagerade.
Teamet byggde sin kanon av en gummiliknande polymer med en plugg i ena änden. När du fyller den från andra änden, de kunde öka trycket i röret. Teamet testade sin biomimetiska kanon genom att skjuta den med olika stor nyttolast vid olika tryckmängder. De rapporterar att deras lilla kanon kunde skjuta nyttolaster med upp till 10 meter per sekund. De fann också att utkastningshastigheten avtog när kanonen blev större, och att den optimala sporstorleken var ungefär 10 mikrometer - nära storleken på de naturliga sporerna - och tillräckligt små för att resa på en lätt bris.
© 2019 Science X Network
