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【情報】學界發現了體表覆有生體礦物晶體裝甲的昆蟲

樓主 神原詩音 jcngs
GP71 BP-
  各位版友好久不見,今天要介紹的是在2020年11月27日,經由ScienceAlert》發表的新聞:
  威斯康辛大學的麥迪遜分校研究小組,在切葉蟻的體表發現了厚度約為3至5微米的『菱鎂礦』晶體覆膜盔甲。
  如同在之前介紹過的擁有真的鋼鐵鎧甲的生物,儘管很薄,但學界又找到了一種會自己鍛造礦物盔甲的生物。而在昆蟲界中,這是第一次發現會將結晶化的礦物做為盔甲裝備在身體上的例子。有長了尖刺的幾丁質外骨骼還不夠嗎?

圖1:今天的主角,分佈在中美洲,學名為Acromyrmex echinatior的切葉蟻與其巢穴中培養的食用真菌。圖片來源:diArk

  就像白蟻也會培養真菌來食用一樣,切葉蟻是一種會切割、採集樹葉,並帶回巢穴中培育真菌以供食用的社會性昆蟲。而身為社會性昆蟲的切葉蟻,生活在龐大的族群中所面臨的傳染性疾病與感染風險並不亞於任何人類社會,但這會是牠們需要額外的生體礦物盔甲的原因嗎?

圖2:從白蟻巢穴中生長至地面的雞肉絲菇。很好吃,但這不是今天的重點。圖片來源:Google

  成立於1848年的威斯康辛大學的麥迪遜分校,其中一個研究小組成員Cameron Currie向《ScienceAlert》提出這次的發現,他表示:『我們多年來一直在研究這種切葉蟻,特別是能產生抗生素的細菌與這些切葉蟻的關係,而在這個過程中,第一作者Hongjie Li發現了切葉蟻體表的生體礦物結晶。
  透過電子顯微鏡,與背向散射電子繞射技術來深入研究這種切葉蟻外骨骼上的礦物結晶後,研究團隊發現這些晶體是由約厚度3至5微米的菱鎂礦構成。

圖3:菱鎂礦是一種主要成份為碳酸鎂MgCO3)的方解石礦物。圖片來源:維基百科

圖4:顯微鏡下的Acromyrmex echinatior。圖片來源:ScienceAlert》

圖5:掃瞄式電子顯微鏡(SEM)下的Acromyrmex echinatior體表的菱鎂礦結晶層裝甲。圖片來源:ScienceAlert》

  研究團隊為了瞭解這種礦物裝甲塗層如何形成於體表並保護牠們而飼養了這些螞蟻。在研究過程中發現,這種額外的礦物裝甲並不存在於幼蟻的身體,而是隨著外骨骼的發育與成熟過程中形成並強化了其外骨骼。

圖6:在背向散射電子繞射技術下觀測到的Acromyrmex echinatior外骨骼橫切面,您可以在c圖中看到一層白白的Mineral layer (礦物質層),d圖為其特寫。

  為了進一步瞭解這種礦物結晶裝甲對切葉蟻的幫助與有何優勢,研究團隊進行了大家最愛的實驗:螞蟻大戰。
  爭奪領土經常是自然界中螞蟻之間開戰的理由之一,兵蟻也為此而存在。而團隊選擇了擁有、與不具有礦物結晶裝甲的Acromyrmex echinatior切葉蟻的兩種工蟻,分別與另一種切葉蟻Atta cephalotes的兵蟻進行戰鬥。

圖7:Atta cephalotes的兵蟻與葉子上的同種工蟻。圖片來源:AntWiki

  兵蟻與工蟻的戰鬥簡直稱不上是戰鬥,而是單方面的屠殺。在屠殺過後,研究團隊發現擁有礦物結晶裝甲的工蟻的傷亡、斷肢率都比不具有結晶裝甲的工蟻要來得低上許多,存活率也更高。也就是說,這礦物結晶裝甲有效的抵抗了敵對兵蟻的攻擊,也大幅減少了傷害。
  他們還發現,如果沒有礦物結晶裝甲,這些受傷的工蟻會很容易受到專門攻擊昆蟲的真菌Metarhizium anisopliae感染。
  研究小組尚未瞭解這種螞蟻為何能夠發展出礦物結晶裝甲,但是他們認為,這可能不是唯一一種具有這種保護機制的昆蟲,這種礦化作用也許更加的廣泛存在於世界上的昆蟲體內。也可能能夠成為人類未來在裝甲發展上新的展望。
  此論文已發表於《自然》

資料來源:
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LV. 43
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2 樓 霧島悠樹 gowofmath666
GP3 BP-
太帥了吧
切葉蟻身上還有礦物晶體作為裝甲...
長知識了,螞蟻這種生物真的神奇

感謝樓主辛苦翻譯
太厲害了


(難怪嵌合蟻那麼硬= =

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LV. 46
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3 樓 simplemoller
GP0 BP-
礦物晶體裝甲的生物,太神了吧

如果破解他的基因密碼,說不定

成為ben10的鑽石戰神不是夢XD
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LV. 29
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4 樓 走路常撞牆 qwas88658
GP0 BP-
這就像是以前  只穿著粗布衣拿個劍  就上場的輕裝步兵

跟 穿皮甲/鎖子甲的步兵  打架的結果的感覺.....

話說人類是要怎樣模仿啦  0 口0
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LV. 46
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5 樓 遊戲愛好者 BOYWU778
GP0 BP-
※ 引述《jcngs (神原詩音)》之銘言
>   各位版友好久不見,今天要介紹的是在2020年11月27日,經由《ScienceAlert》發表的新聞:

> 原論文:https://www.nature.com/articles/s41467-020-19566-3
...
挖靠

這不就是傳說中的靈獸嗎?

將大自然之偉力歸於己身

相反

人類吃鋁.鎂.鐵.鈣等等營養補給品

卻無法生長出鋼筋鐵骨

是我們沒靈根的關係嗎?
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