Учёные Израиля и Великобритании изучили единственное в своём роде живое существо – шершня, пигменты кутикулы которого преобразуют энергию солнца в электричество.
О том, что восточный шершень (Vespa orientalis) производит энергию при помощи экзоскелета, Мэриан Плоткин (Marian Plotkin) и её коллеги из университета Тель-Авива (Tel-Aviv University) догадывались давно.
Прежний научный руководитель Мэриан – Яков Ишай (Jacob Ishay) – как-то обнаружил, что эти насекомые особенно активны в наиболее солнечные дни. Что, в общем-то, шершням не свойственно.
Энтомологи много лет исследовали экзоскелет насекомого и установили, что в тёмной части брюшка содержится много меланина, а в светлой ксантоптерина (xanthopterin).
Структурный анализ показал, что поверхность экзоскелета покрыта множеством бороздок (слева, тёмные части брюшка) и бугорков (светлые части). Такая «гребёнка» позволяет направить больше света во внутренние слои (иллюстрация Naturwissenschaften).
Однако только теперь выяснилось, что оба пигмента участвуют в процессе переработки энергии солнечного света. В своей статье, опубликованной в журнале Naturwissenschaften, энтомологи отмечают, что лишь небольшое количество падающего света отражается обратно во внешнюю среду.
Биологи выделили ксантоптерин (под графиком вольт-амперной характеристики показана его структурная формула). Затем вещество растворили и поместили на электрод фотоэлемента (на снимке слева). Учёные осветили ячейку и обнаружили, что пигмент помогает вырабатывать электричество (фото и иллюстрация Naturwissenschaften).
Пока не ясно, как шершни используют эту дополнительную подпитку и для чего она им. Ведь ксантоптерин «поглощает» всего лишь 0,335% поступающей энергии (для сравнения: эффективность средней солнечной батареи составляет 10-20%).
Однако кое-какие предположения на этот счёт всё же существуют, отмечает TMCnews. Год назад группа Плоткин выяснила, что ферменты жёлтой части кутикулы играют роль, подобную функции печени млекопитающих. Освещение шершней ультрафиолетом приводит к активизации работы этих веществ. Возможно, излучение солнца питает реакции, в которых участвуют ферменты.
«Мы наблюдали сбор солнечной энергии у растений и бактерий, но у животных – никогда», — изумляется Плоткин. Осталось выяснить, является ли эта способность исключительной или же она свойственна другим насекомым, например бабочкам.
Источник: мембрана.ру
31.01.2011
