Высокоскоростная видеосъёмка показала, как жала медоносных пчёл доставляют яд: клапаны, прикреплённые к каждой ланцетной пластинке, меняют форму во время движения. Оба клапана находятся внутри камеры перекачки яда и при возвратно-поступательном движении раздуваются, как парашют, на ходе вниз. Это создаёт уплотнение за счёт поршнеподобного действия, которое прилагает давление вниз в камере и выталкивает яд наружу. На ходе вверх клапаны сдуваются, а при встрече посередине меняют форму, чтобы пройти мимо друг друга.
Соавтор Фиорелла Рамирес-Эскивель из Университета Маккуори объяснила, что ключевую роль играет уникальная геометрия клапанов. «Они действуют как складывающиеся поршни, и, перекачивая в противоположных направлениях, способны обеспечивать непрерывный поток яда», — сказала она. «Конструкция с двойным поршнем усложняет устройство, но именно она позволяет жалу непрерывно доставлять яд в компактной автономной структуре». Двойное движение также минимизирует обратный ток, что соответствует предварительным экспериментам авторов по визуализации потока.
Для проверки результатов команда использовала микро-КТ сканирование, чтобы создать напечатанный на 3D-принтере масштабный прототип, имитирующий наблюдаемое поведение при перекачке. Искусственная модель показала ту же кинематику перекачки, что и биологические жала. В будущих работах могут изучить свойства материала клапанов: искусственный полимерный клапан команды указал, что чрезвычайно высокая эластичность и низкое трение между клапанами являются необходимыми условиями. Исследователи также хотят выяснить, играет ли роль капиллярное действие, учитывая малый размер элементов перекачки яда.
Авторы полагают, что исследование может привести к медицинским и микрофлюидным применениям, таким как искусственные насосы, опираясь на более ранние работы, в которых структура пчелиного жала вдохновила создание микроигл, устройств для транспорта тканей и бурового инструмента. Исследование опубликовано в PNAS в 2026 году.
Источник: Ars Technica · Сводку подготовил HeadlinesBriefing