Harpunhoveder, fejende haler:Hvordan rovmyggelarver fanger bytte

Med slående højhastighedsvideooptagelser har forskere for første gang detaljeret detaljeret, hvordan rovmyggelarver angriber og fanger bytte i akvatiske levesteder. Udgivet i dag i Annals of the Entomological Society of America , kaster denne nye forskning lys over adfærd, der længe har vist sig at være for lille og for hurtig til at studere, indtil nu.

Før de flyver, tilbringer myg deres ungdom i vand, lige fra flodsletter til urtepotter. Mens de fleste myggelarver spiser alger, bakterier og andre mikroorganismer, er nogle rovdyr, der lever af andre akvatiske insekter – inklusive andre myggelarver.

Disse rovdyr har været en kilde til fascination for Robert G. Hancock, Ph.D., professor i biologi ved Metropolitan State University of Denver, i store dele af hans karriere, siger han. Han observerede først deres strejker under et mikroskop i en medicinsk entomologitime som bachelor.

"Det var så utrolig hurtigt," siger han. "Det eneste, vi så, var en sløring af handling."

Men i årene siden har fremskridt inden for video- og mikroskopteknologi gjort det muligt for Hancock og hans elever at bremse denne handling og få et indblik i en verden, som ingen nogensinde havde set før.

Hancocks rapport i Annals of the Entomological Society of America deler 10 videoer af myggelarver, der rammer og analyserer de anatomiske detaljer og sekvensen af ​​involverede bevægelser.

Fem af videoerne viser den lignende metode, der anvendes af to arter, Toxorhynchites amboinensis og Psorophora ciliata, som er obligatoriske rovdyr - dvs. deres kost kræver at spise andre insektlarver - og hvis biologi og adfærd er meget tilpasset til at fange bytte. De andre fem videoer viser Sabethes cyaneus, en art, der både lever af mikroorganismer og nogle gange forgriber sig på andre larver (dvs. et fakultativt rovdyr), og som har udviklet en væsentlig anderledes prædationsteknik.

Hos både Toxorhynchites og Psorophora-arter rammer larven byttet med en pludselig halsudstrækning for at sende hovedet væk fra kroppen og mod byttet. Samtidig spredes dens mandibler og adskillige knurhårlignende børster åbne og klikker derefter på byttet ved sammenstød. Den unikke, harpunlignende hovedfremdrivningsvirkning ser ud til at være genereret af larven, der først bygger trykket i dens abdominale segmenter og derefter hurtigt frigiver det, siger forskerne.

Hancock husker sin forbløffelse, da hans team første gang lykkedes med at fange angrebet på film. "Jeg så den først, og min kæbe faldt, og det gør den stadig, hver gang jeg ser den," siger han.

Sabethes myggelarver mangler hovedforlængelsemekanismen. I stedet for fanger en Sabethes-larve bytte ved at bruge halen til at feje byttet mod hovedet.

I mellemtiden åbner larven sine mandibler og overkæbe (tanglignende munddele) og klemmer sig fast på byttet, når det bringes ind. Brug af halen - kaldet en "hævert", fordi den fungerer som et ånderør for myggelarver, når de hænger på hovedet nede ved vandoverfladen - var også en overraskelse, siger Hancock.

Begge slagstile, i alle tre arter i undersøgelsen, tager omkring 15 millisekunder. Den hastighed indikerer en højt udviklet, næsten refleksiv adfærd kaldet et mønster med fast handling, siger Hancock. Han sammenlignede det med handlingen af ​​en svale, som involverer flere, små individuelle muskelhandlinger. "Alt det her skal fungere sammen - vi gør det alle så automatisk," siger han. "Og det er præcis, hvad disse myggelarver skal være. Det er en pakkeløsning."

Toxorhynchites og Psorophora-myg er velkendte for deres rovdyrstatus. Især Toxorhynchites-arter er blevet undersøgt som et potentielt værktøj til bekæmpelse af myg, der bærer sygdomsfremkaldende bakterier, fordi en enkelt Toxorhynchites-larve kan forbruge så mange som 5.000 byttedyrslarver, før den modnes til voksenalderen. Som et resultat af denne larvediæt er voksne Toxorhynchites og Psorophora-arter blandt de største myg i verden. Sabethes cyaneus er i mellemtiden mindre formidable rovdyr, men de vokser til voksne med iriserende blå farve og brede, fjerlignende skovle på deres ben.

Optagelserne af Toxorhynchites og Psorophora-angreb blev først fanget på 16 millimeter film med et mikroskop og kameraopsætning designet - gennem meget forsøg, fejl og spildt film, siger Hancock - under sin tid på University of the Cumberlands i 1990'erne. Han vendte tilbage til indsatsen i 2020 med studerende på MSU Denver, denne gang med et digitalt højhastighedskamera i en lignende opsætning, for at filme Sabethes-angreb.

De lys, der er nødvendige for at oplyse myggelarverne under mikroskopet, er så varme og klare, at de kræver varmebeskyttende filtre "for ikke bare at tilberede" larverne og "de mørkeste solbriller, jeg kunne købe" for at beskytte forskernes øjne, siger Hancock . Ikke desto mindre muliggør den nye digitale kamerateknologi meget lettere og mere avanceret forskning i myggelarver.

Mens højhastighedsfilmkameraet optog optagelser med op til 600 billeder i sekundet, kan det nye digitalkamera overgå 4.000 billeder i sekundet. Og et 32-gigabyte SD-kort kan ifølge Hancocks estimat gemme, hvad der svarer til omkring 12.000 USD i film og udvikling.

Hancock har studeret myg i det meste af sin karriere, og han bruger dem jævnligt som modelorganismer til forskning udført af de studerende, han underviser. Han siger, at denne nye viden om, hvordan rovmyggelarver fanger bytte, kan være et værktøj til at "fortsætte med at afsløre naturens mysterier omkring os, især i alt, hvad der er akvatisk," og at videoerne måske åbner folks øjne for de økosystemer, der lever i selv de mindste vandbassiner.

"Små beholdere med vand, der ikke bevæger sig, er primært myggenes domæne," siger han. + Udforsk yderligere

At udsætte ikke-indfødte fisk for at bekæmpe myg er ofte ineffektivt og skadeligt for miljøet