Исследование, проведенное специалистами Смитсоновского национального музея естественной истории, показало, что скорпионы используют металлы для значительного усиления своего естественного оружия. Эти паукообразные добавляют в свои жала и клешни такие металлы, как цинк и железо, что делает их более прочными, острыми и износостойкими. В рамках научной работы были проанализированы 18 видов скорпионов, чтобы определить, как цинк, марганец и железо распределяются в их встроенном оружии.
По словам Сэма Кэмпбелла, аспиранта, работающего в музее, скорпионы являются невероятными охотниками, и хотя ранее было известно, что металлы укрепляют вооружение некоторых видов, ученые не знали, содержат ли все виды скорпионов металл и связано ли это обогащение металлами с их способом охоты. Для разгадки этого вопроса исследователи применили микроаналитические методы, чтобы понять, как именно металлы распределяются в оружии скорпионов и как эта способность передавалась через эволюционное древо. Скорпионы охотятся, захватывая насекомых клешнями и стремительно выгибая хвост, чтобы нанести ядовитый удар тельсоном. Разные виды используют различные стратегии: одни полагаются на мощные клешни, чтобы подавить добычу, другие делают ставку на агрессивное применение жала, и исследователи предположили, что эти поведенческие паттерны напрямую отражаются в распределении металлов.
С помощью передовых методов электронной микроскопии и рентгеновского анализа удалось выявить участки, которые больше всего нуждаются в металлическом армировании для выдерживания максимальных нагрузок. Удивительным образом оказалось, что жала используют четкое наслоение: цинк сосредоточен на самом кончике, за которым следует марганец, тогда как клешни усилены цинком и железом, распределенными исключительно вдоль их режущих кромок. Эдвард Виченци, научный сотрудник Института сохранения музея и соавтор работы, отметил, что использованные методы микроскопического масштаба позволили идентифицировать отдельные переходные металлы с чрезвычайно высокой детализацией, демонстрируя, как природа искусно встроила эти металлы в оружие скорпионов.
Самый неожиданный поворот исследования связан с ролью железа. Вопреки ожиданиям, ученые обнаружили, что железо чаще встречается в длинных и тонких клешнях, а не в толстых и дробящих. Тонкие клешни более подвержены переломам, поэтому железо, вероятно, обеспечивает структурную целостность, необходимую для удержания сопротивляющейся добычи до того, как яд подействует. Это открытие демонстрирует четкую эволюционную связь между охотничьим поведением конкретного вида и его специфическим «металлическим рецептом». Используя обширные коллекции Смитсоновского музея, команда создала основу для изучения металлического обогащения в более широком древе жизни. Данное исследование предлагает новый взгляд на эволюцию членистоногих, включая пауков, муравьев и пчел, и на то, как они адаптировали свою биологию для выживания в роли как хищников, так и жертв.
Исследование в журнале Journal of the Royal Society Interface.