Цикадки, які харчуються соком рослин, змушені мочитися майже без зупинки. Щоб не витрачати на цей процес занадто багато енергії, вони використовують «анальний стилус», який викидає урину дрібними краплями і на величезній швидкості.
©Georgia Tech
Дрібні цикадки з групи Proconiini п’ють сік рослин. Це не найлегший спосіб знайти собі їжу: комахам доводиться прикладати чимало зусиль, щоб висмоктувати рідину з трубочок ксилеми і фільтрувати її у величезних обсягах для вилучення достатньої кількості цінних речовин. Нарешті, потрібно постійно видаляти зайву рідину з організму. Кожен день цикадки викидають екскрементів в 300 разів більше власної ваги.
Цей процес також вимагає енергії, проте вчені з Технічного інституту штату Джорджія виявили, що комахи знайшли спосіб виводити екскременти економно і ефективно. Замість струменя, створюваного тиском, вони виділяють краплі, які викидаються на величезній швидкості спеціальною пружинною структурою, розташованої біля виходу задньої кишки. Про це біологи пишуть у статті, опублікованій у журналі Nature Communications.
Саад Бхамла (Saad Bhamla) і його колеги використовували швидкісну відеокамеру, щоб розглянути деталі процесу виведення екскрементів. Вчені записали в цілому 22 таких акти у п’яти цикадок Homalodisca vitripennis. Робота показала, що викид відбувається внаслідок руху особливої структури — «анального стилуса» (anal stylus).
©Georgia Tech
Крапля накопичується всього за 80 мілісекунд, після чого «стилус» розгортається приблизно на 15 градусів, накопичуючи пружну енергію, — і розряджається, запускаючи її з величезним прискоренням, яке може перевищувати 40 g.
Вчені відзначили, що швидкість польоту краплі перевищувала швидкість руху самого «анального стилуса» приблизно в 1,4 рази. Комахи домагаються цього, точно синхронізуючи розрядку «стилуса» з коливаннями рідини. Пружність самої краплі надає їй додаткову швидкість. Дотепер подібний ефект був відомий лише інженерам, і це перший приклад його використання живими організмами.
Внаслідок всіх цих механізмів цикадки витрачають на видалення екскрементів в кілька разів менше зусиль, ніж було б потрібно при виведенні її у вигляді рідкого струменя. Для великих тварин на зразок нас витрати на сечовипускання зовсім незначні, але для крихітних комах, змушених робити це практично без зупинки, така економія має життєво важливе значення.