Папуанский долгоносик имеет ноги с винтовым креплением

Новое исследование показало, что люди были не первым видом, изобретшим механизм гайки и болта для скрепления деталей: долгоносики используют его для прикрепления ног к телу вместо более привычного шарового шарнира.

Ученые из Института синхротронного излучения Технологического института Карлсруэ (ANKA) и Государственного музея естественной истории Карлсруэ (Германия) под руководством Томаса ван дер Кампа изучали род Trigonopterus, включающий 90 описанных видов нелетающих долгоносиков из тропических лесов Новой Гвинеи, Суматры, Филиппин, Самоа и Новой Каледонии. По оценкам ученых, в роде может быть до 1000 неописанных видов.

Долгоносики — растительноядные жуки надсемейства Curculionoidea, насчитывающего более 60 000 видов по всему миру. Наиболее известные виды — Sitophilus granarius (амбарный долгоносик), часто встречающийся в хранящемся зерне, и Anthonomus grandis (хлопковый долгоносик), наносящий ущерб посевам хлопка.

Ван дер Камп и коллеги изучили компьютерную томографию (КТ) папуанского долгоносика Trigonopterus oblongus и обнаружили, что верхняя часть ноги жука крепится к телу через вертлуг (trochanter), который ввинчивается в другую небольшую часть тела — тазик (coxa), эквивалентный бедру. Ранее считалось, что этот сустав имеет шарнирный тип.

Внутренняя поверхность тазика и внешняя поверхность вертлуга имеют резьбу, подобную резьбе на гайках и болтах. Резьба на вертлуге охватывает около 410 градусов (более полного оборота), а внутренняя резьба на тазике — 345 градусов.

Мышцы поворачивают ноги на винтовой резьбе. Такое устройство позволяет долгоносикам поворачивать задние и средние ноги на 130 градусов, а передние — на 90 градусов. Этот сустав сложнее вывихнуть, чем шаровой.

Затем ван дер Камп исследовал ноги еще 15 видов долгоносиков из разных семейств и обнаружил, что у них также есть система «гайка-болт», как у T. oblongus. Исследователи предположили, что «можно с уверенностью сказать, что она есть у всех долгоносиков».

T. oblongus обитает в лесной подстилке среди опавших листьев и веточек. Нога с винтовым креплением может быть полезна для поиска опоры при движении в поисках пищи. Такое устройство, вероятно, также обеспечивает жуку дополнительную устойчивость в состоянии покоя. Вероятно, самые ранние долгоносики также жили в лесной подстилке, что может объяснить, почему у долгоносиков, которые больше не живут в такой среде обитания, сохранился тот же механизм крепления ног.

Статья опубликована сегодня в журнале Science.