科学家发现了可怕的寄生虫 (科学家发现线虫)

一些环节动物成群结队地聚集在一起,相互盘绕,形成一个紧密的球。但在遇到危险时,球会像经常遭受电线缠绕的人做梦都想不到的那样迅速破裂。为了弄清楚这是怎么可能的,生物学家不得不求助于数学。

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加利福尼亚黑虫球

解开耳机线或充电器线的人都知道这有多难。与此同时,原始环节动物能够在几分之一秒内解决这个问题。 Lumbriculus variegatus 生活在沼泽水体中,以单细胞和腐烂的有机物为食,体长可达 10 厘米。有时——例如,为了保暖或防潮——它们会聚集在一起,扭成一个紧密的球。但只有当它们感到受到威胁时,蠕虫才会四散开来,几乎立即散开。

一个球可以扭曲和生长几分钟,获得多达数万个个体。然而,对于紧急解开,蠕虫只需要几十毫秒。美国生物学家已经弄清楚这些动物是如何设法解决如此困难的任务的。Jörn Dunkel 及其同事发表在 《科学》 杂志上的一篇新论文对此进行了介绍。

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在紫外线灯的照射下,一团蠕虫迅速分解

科学家们对大约 20 条 L. variegatus 蠕虫进行了实验室实验。他们编织的球用明胶处理以稳定其形状,然后用紫外线“照射”以确定内部结构,并准确了解蠕虫相互缠绕的方式和次数。然后将每个球转移到装有清水的容器中,并用微弱的放电或紫外线辐射“吓坏”。

高速摄像机记录了快速解开的过程,这使得单独跟踪每条蠕虫的运动成为可能。为了处理获得的数据,生物学家吸引了拓扑学家——纽结理论专家。他们建立了一个数学模型,然后对两个过程进行了计算机模拟:纠缠和解开。事实证明,整个事情都在蠕虫扭曲、聚集或分散的运动方向上。

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解开时,每个人都会做几个快速动作,向一个方向或另一个方向扭转

与它接触的邻居很快就会发现单个蠕虫的运动。为了缠成一个球,每个个体都在一个方向上扭转几次,然后突然改变方向并在相反的方向上做同样的运动,形成一个密集的神经丛。解开时,蠕虫会迅速交替向一个方向扭曲,然后向另一个方向扭曲,通常呈现出 8 字形的形状。“这样的工作看起来纯粹是出于好奇,但它可能会产生深远的影响。活性丝广泛分布于生物系统中,从 DNA 链到整个生物体。这种细丝可以执行许多不同的功能,并且可以帮助创建“按需”改变特性的材料,” Eva Kanso 教授在这项研究中评论道。