Researchers discover that worms use electricity to jump

在自然界中,较小的动物经常依附在较大的动物身上“搭便车”,以节省长途迁徙的能量。在6月21日发表在《当代生物学》杂志上的一篇论文中,研究人员展示了微小的秀丽隐杆线虫如何利用电场在培养皿或昆虫身上“跳跃”,使它们能够在空气中滑行,并附着在自己身上,例如,附着在自然带电的大黄蜂司机身上。

广岛大学生物物理学教授、该研究的共同资深作者Takuma Sugi说:“众所周知,昆虫和蜂鸟等传粉媒介是带电的,人们认为花粉是被传粉媒介和植物形成的电场吸引的。”“然而,目前还不完全清楚电场是否用于不同陆生动物之间的相互作用。”

研究人员第一次开始研究这个项目时,他们注意到他们培养的蠕虫经常最终出现在培养皿的盖子上,而不是放置在琼脂上。当研究小组安装了一台摄像机来观察这种行为时,他们发现这不仅仅是因为蠕虫在爬上盘子的壁。相反,它们从盘子的底部跳到天花板上。

研究人员怀疑蠕虫是通过电场移动的,他们把蠕虫放在一个玻璃电极上,发现它们只有在充电后才跳到另一个电极上。蠕虫跳跃的平均速度为每秒0.86米(接近人类的行走速度),随着电场强度的增加而增加。

接下来,研究人员将花粉涂在大黄蜂身上,使其表现出自然电荷。一旦靠近这些蜜蜂,蠕虫就站在它们的尾巴上,然后跳上去。一些蠕虫甚至相互堆在一起,跳成一个柱子,一次转移80条蠕虫穿过缺口。

“蠕虫用尾巴站立是为了减少身体和基质之间的表面能量,从而使它们更容易附着在其他经过的物体上,”Sugi说。“在一个柱状结构中,一条蠕虫举起多个蠕虫,然后这条蠕虫起飞,携带所有柱状蠕虫穿越电场。”

众所周知,秀丽隐杆线虫会附着在虫子和蜗牛身上搭便车,但由于这些动物不能很好地携带电场,它们必须直接接触才能做到这一点。众所周知,秀丽隐杆线虫也会跳到有翅膀的昆虫上,但就其微小的体型而言,尚不清楚这些蠕虫是如何跨越如此大的距离的。这项研究表明,有翼昆虫在飞行时自然地积累电荷,产生秀丽隐杆线虫可以沿着的电场。

目前尚不清楚秀丽隐杆线虫是如何完成这种行为的。蠕虫的基因可能发挥了作用。研究人员观察了与秀丽隐杆线虫密切相关的其他蠕虫物种的跳跃,他们注意到,无法感知电场的突变体比正常的同类跳跃得少。然而,需要做更多的工作来确定究竟是什么基因参与了这些跳跃,以及其他微生物是否也能利用电来跳跃。