Química por trás poder de fogo extraordinário bombardier do besouro Pesquisadores show

extraordinário arsenal do besouro foi sustentado por alguns como uma prova da existência de Deus: como na terra, os criacionistas argumentam, poderia tal um complexo, de múltiplas etapas defesa mecanismo de evoluir por acaso? Agora, pesquisadores da Stevens Institute of Technology em Hoboken, NJ mostrar como o besouro bombardier inventa seus explosivos mortais e, no processo, aprender como a evolução deu origem ao poder de fogo notável do besouro.

"Nós explicamos pela primeira vez como esses besouros incríveis biosynthesize produtos químicos para criar combustível para seus explosões", disse Athula Attygalle, um professor de química e principal autor do trabalho de investigação, que aparece hoje na edição de julho 2020 da Science of Nature . "É uma história fascinante que ninguém foi capaz de dizer antes."

Para traçar o funcionamento do conjunto do besouro química interna, Attygalle e colegas na Universidade da Califórnia, Berkeley utilizado deutério, um isótopo raro de hidrogénio, a tag misturas químicas especialmente sintetizadas. A equipe de Kipling, então, quer injectados os produtos químicos marcados com deutério em fluidos internos dos escaravelhos, ou misturados com eles alimentos para cães e alimentá-los para os besouros ao longo de um período de vários dias.

A equipe de Attygalle sedado os bugs por popping-los no congelador, em seguida, delicadamente puxou as pernas, irritando os insetos sonolentos até que eles lançaram seus sprays defensivos para papéis de filtro cuidadosamente colocados. A equipe também dissecados alguns escaravelhos, utilizando-se os cabelos humanos com laço fechado as pequenas condutas que ligam suas reservatórios químicos e câmaras de reacção, e amostragem dos produtos químicos em bruto utilizados para gerar explosões.

Usando espectrômetros de massa, Attygalle verificadas as amostras enviadas a Stevens para produtos com rótulo de deutério, permitindo-lhe descobrir exatamente quais produtos químicos os besouros tinha incorporado em seus kits de fabricação de bombas. "As pessoas têm especulado sobre isso por pelo menos 50 anos, mas finalmente temos uma resposta clara", disse Attygalle. "Acontece que a bioquímica dos besouros é ainda mais complicado do que pensava."

Anteriormente, os investigadores assumiram que dois tóxico, benzeno-benzoquinonas como produtos químicos chamados encontrados na pulverização dos escaravelhos foram metabolizados de hidroquinona, que um produto químico tóxico em seres humanos pode provocar cancro ou dano genético. A equipa em Stevens mostrou que, de facto, apenas uma das benzoquinonas do besouro derivado de hidroquinona, com o outro de mola a partir de um precursor completamente separado: m-cresol, uma toxina encontrada em alcatrão de carvão.

É fascinante que os besouros pode metabolizar com segurança esses produtos químicos tóxicos, disse Attygalle. Em estudos futuros, ele espera seguir cadeia de fornecimento dos besouros mais a montante, para aprender como os precursores são biosynthesized de substâncias naturalmente disponíveis.

Os resultados da equipe também mostram que os explosivos dos besouros contam com caminhos químicos encontrados em muitos outros rastejantes. Outros animais, como milípedes também usam benzoquinonas para desencorajar predadores, embora a falta de capacidade da Bombardier para detonar suas defesas químicas. criaturas evolucionariamente distantes, como aranhas e centopeias usar estratégias semelhantes, também, sugerindo que vários organismos evoluíram independentemente maneiras de biossintetizam os produtos químicos.

Isso é um lembrete de que o besouro bombardier, embora notável, é parte de um rico e completamente natural tapeçaria evolutiva, disse Attygalle. "Ao estudar as semelhanças e diferenças entre a química besouros, podemos ver mais claramente como eles e outras espécies se encaixam na árvore evolutiva", explicou. "Os besouros são extremamente diversificado, e todos eles têm histórias químicos incríveis para contar."

fonte: Stevens Institute of Technology. "Chemistry behind bombardier beetle's extraordinary firepower." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200616173227.htm>.