在高重力下饲养的蝗虫长得异常强壮......在一定程度上

禁运 1101 年 12 月 6 日星期三 AEDT

蝗虫适应重力条件的变化所需的时间少得惊人。

科学家们将一大堆昆虫放入一个模拟额外重力的装置中，并观察到它们的外骨骼和腿在短短几周内变得更强壮。

然而，只是在一定程度上：由于施加了太多的额外压力，蝗虫变得越来越虚弱，并且随着施加更大的模拟重力而死亡的数量越来越多。

然而，这项研究显示了昆虫外骨骼可以适应不同条件的方式，并提供了我们可以用于生物材料开发的信息。

我们知道，当我们改变重力时，物理系统会随之改变。

国际空间站微重力环境中的哺乳动物失去骨骼和肌肉密度.

植物对重力变化做出快速反应，无论是强还是弱。

但地球上的大多数动物（约80%）都有角质层外骨骼。这些是节肢动物，包括海洋和陆地动物，根据不来梅应用科学大学的生物学家Karen Stamm和Jan-Henning Dirks的说法，它们的硬壳对高重力机械应力的反应方式令人惊讶地被低估了。

因此，他们着手纠正我们知识中的这个漏洞，使用一种专门用于研究高重力昆虫的特殊设备。

该设备是定制设计的离心机。当它旋转时，离心力作用在放置在其中的任何东西上，施加与重力效应无异的额外压力。

研究人员能够微调他们的离心机以产生特定的重力条件。正常加速度由于地球在海平面上的重力表示为 1g.研究人员能够将其一路乘以8g。

下一步是看看这会对昆虫产生什么影响。

研究人员获得了该物种的近乎成年的蝗虫迁徙蝗虫，并在它们最后一次蜕皮后将它们放入离心机中——当它们剥壳一个外骨骼并出现闪亮的新柔软成年外骨骼时，随着时间的推移，这些外骨骼会发育和变硬。

每组蝗虫被放入离心机中两周，同时它们的外骨骼变硬。

有三组，在3g，5克和 8g，以及 1g 对照组，研究人员可以与该对照组比较他们的超重力蝗虫。

离心机是连续的——它每 3 天只停止一次，每次最多 15 分钟，用于护理目的。

蝗虫的死亡速度非常有趣。对于1g对照组，存活率为76%。

3g组的这一比例略有上升：81%的蝗虫成功了。

但随后存活率急剧下降：只有 51% 的存活率5克该小组在两周内幸存下来，只有区区7%的8G蝗虫幸存下来。

对昆虫外骨骼厚度和腿部力量的影响似乎与这一趋势非常吻合。

在3g时，昆虫的腿明显比1g的更强壮。但是在5克8g，角质层厚度减小。此外，8克蝗虫会失去体重。这听起来对他们来说根本不是一个好时机。

但研究结果首次表明，昆虫如何适应和改变它们的身体以适应更高的机械负荷。

这对生物材料的发展有影响，也对我们对生命本身进化的理解有影响，以各种光荣的形式。

“我们的研究结果确实表明，受超重力影响的蝗虫似乎能够在其个体发育过程中沉积具有不同机械特性的角质层，”研究人员写道.

“这表明生物材料适应机械负荷的能力，以前只知道内骨骼和高等植物，显然也存在于昆虫甚至所有节肢动物中。因此，这种能力可能是几乎所有骨骼形式的基本概念，并且考虑到外骨骼和内骨骼以及植物的不同进化途径，可能是所有承重骨骼生物材料广泛分布的趋同进化特征。

该研究已发表在英国皇家学会会刊B：生物科学.

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