Внешне оружие скорпиона выглядит просто: пара хватательных клешней и изогнутое над головой ядовитое жало. Однако внутри эти структуры усилены металлами с разным химическим составом, сообщили исследователи в Journal of the Royal Society Interface. Работа стала первой, где такие различия прослежены у широкого числа видов, что позволило изучить связь между химией «оружия» и стилем охоты скорпионов.
По словам Яэль Полити из Дрезденского технического университета, специализирующейся на биоматериалах и не участвовавшей в исследовании, распределение металлов в эволюционном контексте представляет особый интерес.
Ранее было установлено, что цинк, марганец и железо присутствуют в экзоскелетах скорпионов и других членистоногих, укрепляя их структуру, подобно армированию бетона. Происхождение этих элементов до конца не ясно, однако предполагается, что они поступают в организм с пищей и постепенно накапливаются. При этом связь между видом скорпионов и составом металлов ранее не изучалась, отметил биолог Университета Квинсленда Сэм Кэмпбелл, руководивший исследованием.
Для анализа команда три месяца работала в помещениях Смитсоновского национального музея естественной истории, где хранятся тысячи скорпионов в растворе этанола. Были выбраны 18 видов, представляющих основные семейства. У каждого экземпляра исследователи отделяли клешни и жало. Затем применялись две рентгеновские методики, позволившие получить детализированные карты распределения металлов.
Результаты показали выраженный баланс: при высокой концентрации цинка в клешнях его содержание в жале снижалось, и наоборот. По мнению Кэмпбелла, это отражает различия в охотничьих стратегиях.
Скорпионы используют два основных способа охоты — раздавливание и укус. Крупноклешневые виды чаще полагаются на силу захвата и редко применяют жало. Более тонкоклешневые особи удерживают добычу и поражают её ядом.
Изначально Кэмпбелл предполагал, что наибольшее содержание металлов будет у видов с мощными клешнями. Однако именно тонкие, внешне более хрупкие структуры оказались наиболее насыщены цинком. Яэль Полити отмечает, что ионы металлов, вероятно, компенсируют слабую механическую прочность, защищая клешни от износа вместо увеличения силы сжатия.
Исследование также связано с особенностями жизненного цикла скорпионов. Они линяют до семи раз, но после формирования взрослого экзоскелета восстановление прекращается. Повреждения клешней или жала становятся необратимыми. По предположению Кэмпбелла, накопление металлов — это эволюционная стратегия, при которой ресурсы направляются на укрепление наиболее используемого оружия, защищая его от постепенного износа в течение жизни.
