ProLOGUE (Ha, Ha) / Disclaimer
W zeszłym miesiącu, kiedy napisałem post w całości poświęcony osmeterium, poprosiłem o sugestie dotyczące innej anatomii, o której chcielibyście się dowiedzieć. Jedna z próśb dotyczyła informacji o „hydraulice kończyn dolnych”. Czytałem o prolegach od tygodni i jestem podekscytowany, że mogę się z wami podzielić tym, czego się dowiedziałem. Ale zanim zaczniemy, muszę przyznać się do trzech rzeczy:
(1) Informacje w tym poście pochodzą z fantastycznego artykułu zatytułowanego „Locomotion in Caterpillars”, napisanego przez L.I. van Griethuijsen i B.A. Trimmer i opublikowanego w Biological Reviews w 2014 roku. Dla każdego, kto chce zagłębić się w ten temat, nie mogę polecić tego artykułu wystarczająco.
(2) Większość tego, co wiemy o prolegach gąsienic i lokomocji, opiera się na badaniach nad rogatkami tytoniowymi (Manduca sexta). Naukowcy zakładają, że większość z tych badań może być uogólniona do wielu gatunków gąsienic o stosunkowo porównywalnej wielkości, które poruszają się w podobny sposób.
(3) Ponieważ Sam Jaffe zrobił fenomenalne zdjęcie prolegów Luny, chciałem przedstawić prolegi podczas panowania Luny jako Gąsienicy Tygodnia. Tutaj przedstawiliśmy prolegi kilku różnych gąsienic. Nie wszystkie z nich to Lunas. Check photo captions for IDs._____________________________________________________
Co właściwie chcesz przeczytać
~Co to są PROLEGS, anyway???~
Gąsienice, jak każdy inny owad, mają sześć prawdziwych nóg, znajdujących się na ich tułowiu, tuż za głową. W większości przypadków, jednak, ich prawdziwe nogi nie robią wiele, jeśli chodzi o pomoc gąsienicy w poruszaniu się. (Przykładem wyjątku może być sytuacja, w której gąsienica spada na jedwabną nić – zazwyczaj używa prawdziwych odnóży, aby wczołgać się z powrotem do góry).
Zamiast tego, gąsienice używają swoich kończyn, które są przymocowane do ich odwłoka, aby pomóc w lokomocji. Nie w taki sposób, w jaki ty i ja używamy naszych nóg, ale do tego jeszcze dojdziemy. Gąsienice mają różną liczbę kończyn, od dwóch par do pięciu par. Najbardziej tylna para nazywana jest odbytową. Odnotowanie liczby par odnóży na gąsienicy i ich konfiguracji może pomóc w identyfikacji jej gatunku.
Gdy gąsienica staje się ćmą lub motylem, nadal będzie miała sześć prawdziwych nóg. Ale nie będzie miała żadnych odnóży. Prolegi są przystosowaniem, które jest tylko dla larw.
~Jak działają PROLEGI?~
Gąsienice używają swoich mięśni do poruszania się. Ale mięśnie nie mogą same się kurczyć. Ludzie i inne stworzenia kręgowe mają szkielety – twarde struktury, które pomagają nam kurczyć nasze mięśnie. Wiele zwierząt o miękkich ciałach (jak ośmiornice) może utwardzać swoje ciała poprzez zwiększanie ciśnienia ich płynów wewnętrznych, co działa jak szkielet i pomaga mięśniom się kurczyć.
Gąsienice, z drugiej strony, nie mają szkieletu i nie mogą utwardzać swoich ciał pod ciśnieniem jak szkielet do celów chodzenia. Jak więc używają swoich mięśni? Przytwierdzając swoje ciało do twardej powierzchni. Jak to robią? Używają swoich prolegs!
Nogi nie są w rzeczywistości używane do napędzania gąsienic do przodu. Zamiast tego działają jak kotwice, które trzymają gąsienice mocno w miejscu podczas ruchu innych segmentów ciała. Prolegs wiązać gąsienicę do sztywnego podłoża, takich jak gałąź. Ta gałązka działa jak zewnętrzny szkielet, który zapewnia gąsienicom stabilność potrzebną do skurczu mięśni.
W lokomocji gąsienic bierze udział wiele, wiele mięśni. Gdy gąsienice pełzną do przodu, stopniowo odrywają swoje kończyny od podłoża, zaczynając od tylnej, analnej, a kończąc na przedniej parze. Używają systemu mięśni, aby pociągnąć swoje ciało do przodu, a następnie ponownie dołączają swoje kończyny, aby zabezpieczyć się w miejscu, więc nie tracą gruntu.
Na czubku każdej kończyny górnej znajduje się wypustka zwana CROCHET, która jest pokryta małymi kolcami. Jeśli spojrzysz na załączone zdjęcie odnóży Luny, zobaczysz półprzezroczyste wypustki z maleńkimi brązowymi kolcami przyczepione bezpośrednio do gałązki. To są jej CROCHETY. Te maleńkie wypustki działają jak rzepy, dzięki czemu ściśle przylegają do wszelkiego rodzaju podłoża, w tym liści, gałązek i palców. Jeśli kiedykolwiek trzymałeś gąsienicę, prawdopodobnie czułeś te lepkie szydełka na swojej skórze!
Aby rozłączyć szydełka, każda odnoga ma dwa mięśnie. Kiedy te mięśnie się kurczą, szydełka się rozluźniają, a odnóża chowają się, podczas gdy ciało gąsienicy napędza się do przodu.
Podczas ruchu, prolegs’ PLANTA HAIRS zbierają informacje sensoryczne o ich podłożu. Na załączonym zdjęciu gąsienicy Luna widać czarne włoski wystające z jej zielonych kończyn. Są to włoski PLANTA HAIRS. Każde z tych włosków ma swój własny neuron czuciowy, który dostarcza gąsienicy informacji o podłożu. Jeśli włoski wyczują przeszkodę na drodze gąsienicy, wywołuje to reakcję, która podnosi gąsienicę wyżej i wysyła wiadomość do innych mięśni, aby podnieść inne gąsienice wyżej, gdy dotrą do tej przeszkody. Co ciekawe, te wiadomości zazwyczaj nie są przekazywane przez mózg gąsienicy, więc wiadomości poruszają się szybciej do ich zamierzonych odbiorców.
Gdy segment ciała prolegów przesunął się całkowicie do przodu, nadszedł czas na ponowne przyłączenie prolegów. Mięśnie kończyn dolnych rozluźniają się do pozycji spoczynkowej, co powoduje wydłużenie kończyn dolnych. Ich kolczaste szypułki automatycznie przyczepiają się do podłoża, a gąsienica jest ponownie zakotwiczona do zewnętrznego kręgosłupa. Zakotwiczenie nóg zapewnia sztywność dla przyszłych skurczów mięśni, dzięki czemu gąsienica może kontynuować pełzanie.
Kto wiedział, że gąsienica robiąca kilka kroków może być tak skomplikowana? To nadal potwierdza to, co my w The Caterpillar Lab wiedzieliśmy przez cały czas… gąsienice są AMAZING! _____________________________________________________
Wezwanie do działania!
Ciekawi Cię jakikolwiek aspekt biologii gąsienic? Napisz swoje pytania w komentarzach, a my zastanowimy się nad wykorzystaniem ich w przyszłych postach!
Chcielibyśmy również poznać twoje opinie na temat tych długich postów. Czy czytasz je w całości? Czy wolałbyś, aby były podzielone na mniejsze posty? Czy są one dostępne dla ludzi o różnym poziomie wiedzy naukowej? Proszę, daj nam znać – Twój wkład jest dla nas ważny!
–Liz Kautz, dyrektor ds. edukacji
The Caterpillar Lab