Крошечный червь-паразит использует статическое электричество для прыжков

Представьте себе мир, где невидимая сила, знакомая нам по легкому разряду от металлической дверной ручки, становится мощным оружием в борьбе за выживание. Ученые приоткрыли завесу тайны над одним из таких удивительных явлений, обнаружив, что крошечный паразитический червь использует статическое электричество для совершения своих головокружительных трюков.

Этот микроскопический акробат, способный подпрыгнуть на расстояние, в 25 раз превышающее длину его собственного тела, оказался настоящим мастером электростатики, что раскрывает перед нами целую вселенную скрытых физических взаимодействий в природе.

Исследование, опубликованное в журнале PNAS и проведенное международной командой ученых из Университета Эмори, Калифорнийского университета в Беркли и других институтов, было посвящено изучению нематоды Steinernema carpocapsae. Этот паразитический червь, чья длина сравнима с диаметром игольного острия, для заражения летающих насекомых совершает прыжок, эквивалентный тому, как если бы человек перепрыгнул десятиэтажное здание. Ученые выяснили, что ключевым элементом этого поразительного маневра является электростатическая индукция.

Эксперименты, потребовавшие невероятной точности, включали прикрепление микроскопических проводов к плодовым мушкам для контроля их электрического заряда и съемку прыжков червей с помощью высокоскоростной микроскопии.

Анализ траекторий показал, что заряд в несколько сотен вольт, который естественным образом генерируют взмахивающие крылья насекомого, индуцирует противоположный заряд в теле червя.

Возникающая сила притяжения значительно увеличивает шансы червя на успешное прикрепление к цели. Математическое моделирование продемонстрировало, что при отсутствии электростатики лишь один из девятнадцати прыжков заканчивается успехом, тогда как заряд в 800 вольт повышает вероятность успеха до 80%. Дополнительным фактором, усиливающим этот эффект, оказался даже самый легкий ветерок.

Попав в нужную цель, паразит проникает в тело насекомого через естественное отверстие. Затем он откладывает в нём симбиотические бактерии, которые убивают насекомое в течение 48 часов. После смерти хозяина червь питается размножающимися бактериями и тканями насекомого, а затем откладывает свои яйца. В трупе насекомого может развиваться несколько поколений, пока молодые черви не выйдут в окружающую среду и не заразят других насекомых бактериями.

Это открытие не только объясняет эффективность прыгающего поведения червя, которое в ином случае было бы энергетически невыгодным и рискованным, но и укрепляет позиции новой научной области — электростатической экологии.

Работа следует за другими исследованиями, показавшими роль статического электричества в жизни пауков, пчел и клещей, и служит основой для будущих изысканий.

Ученые подчеркивают, что, оглядываясь в прошлое, они нашли подтверждение своего механизма в законе индукции, сформулированном Джеймсом Максвеллом еще в 1870 году, что лишний раз доказывает: самые удивительные открытия часто лежат на стыке дисциплин, соединяя вековые физические принципы с неразгаданными тайнами живой природы.