高速ビデオ撮影により、ミツバチの針が毒液をどのように送り込むのかが明らかになった。各ランセットに付随する弁が、動きに応じて形を変えることが示されたのだ。両方の弁は毒液を送り出すチャンバーの内部にあり、前後にスライドする際、下降時には落下傘のように膨らむ。これによりピストンのような動きで密閉が生まれ、チャンバー内に下向きの圧力がかかって毒液が押し出される。上昇時には弁がしぼみ、中央で出会うと再び形を変えて、互いに通り抜けられるようになる。
マッコーリー大学の共著者フィオレラ・ラミレス＝エスキベルは、弁の独特な形状が鍵だと説明した。「折りたたみ可能なピストンとして働き、反対方向に送り出すことで、毒液を連続的に流すことができるのです」と彼女は述べた。「二重ピストンの設計は複雑ですが、小型で自律的なユニットの中で毒液を連続して送り出せるようにする鍵なのです」。この二重の動きは逆流も最小限に抑えており、著者らの予備的な流れの可視化実験とも一致する結果だという。
結果を検証するため、研究チームはマイクロCTスキャンを用いて、観察された送出の動きを模倣する3Dプリント製の縮尺モデルを作製した。人工モデルは生物の針と同じ送出の運動学を示した。今後は弁の材料特性の研究も予定されており、チームの人工ポリマー弁からは、弁同士の間に極めて高い弾性と低い摩擦が不可欠であることが示唆された。毒液を送り出す要素が非常に小さいことから、毛細管現象が役割を果たしているかどうかも調べたいとしている。
著者らは、この研究が人工ポンプなどの医療やマイクロ流体工学への応用につながると考えている。ミツバチの針の構造が、マイクロニードル、組織輸送デバイス、穿孔工具の着想源となった先行研究を基にしたものだ。本研究は2026年にPNASで発表された。
出典: Ars Technica · 要約：HeadlinesBriefing