アメンボは水の上を歩く能力で知られています。しかし、雨粒が水面に落ちると、アメンボには大きな力で衝撃が加わります。小さな虫に当たると水に流されてしまいます。研究者たちは現在、彼らが地上に戻るために戦うために使用する戦略を観察しています。したがって、撥水性の甲羅はアメンボが溺れるのを防ぐのに役立ちます。この発見は、マイクロプラスチックが海洋にどのように分布するかを理解するのにも役立ちます。
その名前が示すように、アメンボ (Trepobates subnitidus) は、生涯のほとんどを水の上を歩いて過ごします。これは、動物の脚と鎧にある細くて撥水性のある毛によって可能になります。自然の生息地では、大きさがわずか約 15 ミリメートルの昆虫は、あらゆる種類の天候にさらされます。雨が降ると、軽量アメンボの約40倍の重さの雨粒が水面に当たります。衝撃の力で動物が水中に落ちる可能性があります。彼らがどのようにして生き残ったのかはこれまで謎でした。
誰がジャンプするでしょうか？
フロリダ工科大学のダレン・ワトソン率いるチームが現在、この疑問を調査している。これを行うために、研究者らは実験室で特に激しい雨滴に対応する人工の水滴を作成し、高速度カメラを使用してアメンボがそれらにどのように反応するかを撮影した。フィルム映像の分析により、さまざまなプロセスが明らかになりました。雨滴の衝撃により、最初に水面にクレーターが形成され、それが直接衝突したアメンボを水中に押し込みます。しかし、その後水のクレーターが崩壊すると、上向きの水の噴流 (ワージントン ジェット) が発生し、アメンボが地表に飛び散ります。研究者らの報告によると、場合によっては、短い潜水がこの時点で終了し、昆虫が一時的に形成された水の山から飛び降りる。アメンボが火口の中心にあるほど、飛び降りやすくなります。
しかし、動物たちが飛び降りることができなかった場合、重力によって崩壊するウォータージェットによって動物たちは水面に投げ出されてしまいます。これにより第二のクレーターが形成されます。特定の状況下では、アメンボを再び水中に引き込むことができます。しかし、これが起こるかどうかは、2番目のクレーターが崩壊する速度と昆虫の正確な位置に依存することが高速画像で明らかになった。昆虫が水の動きによって自動的に受動的に再び上方に輸送されず、完全に水中に沈んでしまうことが起こります。
ローイング動作と浮力補助機能付き
録音が示したように、小さなアメンボたちは溺れないように水面に向かって活発に泳ぎます。動物は 4 つの小さな足を使って、頭が再び水面に上がるまで、力強く調整された泳ぎの動きで上向きに漕ぎます。 「彼らは、胸板から体の周りに気泡を形成し、浮力を与える撥水性の外骨格によって助けられています」とワトソン氏は説明する。外骨格のこのエアクッションは昆虫を水から守り、雨滴の衝撃によって引き起こされる力から昆虫を守ります。 「タンクの保護は最長 10 分間機能しますが、それは限られた時間だけです」とワトソン氏と同僚は強調する。
短期間または長時間の潜水中に繰り返し水没すると、アメンボの甲羅が水で飽和し、昆虫が水面に到達するのに十分な浮力がなくなることがあります。 2 回の潜水の間に外骨格の毛が乾燥するのに十分な時間があった場合にのみ、次回水滴が当たったときに毛がその役割を完全に果たすことができます。
ダイナミクスをプラスチック粒子に転写できる
その結果、アメンボがどのようにして降りしきる雨でも溺れたり濡れたりすることなく生き延びることができるのかが明らかになった。さらに、研究者らによると、観察結果は水中に受動的に浮遊する他の粒子に転送される可能性があるという。したがって、この研究は、雨が降ったときにマイクロプラスチックが海中でどのように移動し、どのような状況で空気中に放出されるかについての洞察も提供します。
出典: Daren Watson (フロリダ工科大学) 他、米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.2315667121
