一段高速视频展示了蜜蜂蜇伤如何产生毒液

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视频显示,每个刺血针上的阀门(都位于毒液泵室内)在泵送过程中来回移动时会改变形状。它们像降落伞一样在底部膨胀,并通过活塞动作形成密封,利用腔室中的向下压力将毒物推出。当被击中时它们就会消失。当阀门在中间相遇并相互通过时,阀门会再次改变形状。

麦格理大学的合著者 Fiorella Ramírez-Esquivel 表示:“阀门独特的几何形状是关键;它们充当折叠活塞,通过向相反方向泵送,可以输送连续的毒液流。” “双活塞设计增加了复杂性,但这是毒刺能够在紧凑的自主单元中持续释放毒液的关键。”双运动还可以减少回流。

这些结果与作者之前的流可视化实验一致。为了证实最初的发现,该团队进行了微型 CT 扫描,并利用该数据创建了 3D 打印比例原型模型,以模仿观察到的泵行为。这一抽水动作也被逐帧拍摄和分析。人工泵模型显示出与生物螫刺相同的泵运动学。

未来的研究可能集中在对阀门的材料特性进行更深入的研究,因为合成聚合物阀门手柄表现出极高的灵活性,可以重现阀门所需的变形,并且阀门之间的摩擦力较低。鉴于有毒元素的尺寸较小,研究毛细管作用是否发挥作用也很有用。毛细管作用可能有助于将毒液吸入毒液管,或者,毒液可能需要抵消从组织中吸取液体的毛细管作用。

先前的研究利用蜂刺的结构作为微针、组织输送装置和钻孔装置设计的灵感。作者相信他们的工作最终将找到类似的医疗和微流体应用,例如人工泵。

DOI:PNAS,2026。10.1073/pnas.2603916123(关于 DOI)。



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