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甲虫速度生长它们的内置双焦点

第三龄幼虫,森伯斯特潜水甲虫 (图片信用:Elke Buschbeck)

科学家们说,一种具有高度复杂眼睛的潜水甲虫可以以惊人的快速速度来发展自己的双焦点。在一项新的研究中,首先调查甲虫“异常的眼睛发展”的研究人员发现,当幼虫蜕皮时,所有甲虫的眼部都会迅速增长和改变。

森伯斯特 潜水甲虫,也被称为“水老虎”,是有效的捕食者,依赖于他们的眼睛,以帮助他们留下他们的蚊子猎物。幼虫和成年人一样致命,迅速突然突然在蝌蚪和蚊子幼虫,锁定强大的下颌骨,并吮吸他们的倒霉的受害者。

幼虫有他们的眼睛感谢他们的掠夺性成功。他们有两对主要的眼睛—大,前锋指向管状窥视夹—在他们的头部两侧。每个管子都有一个 镜头,锥形和视网膜,这是大多数脊椎动物(以及一些无脊椎动物)的图像形成眼睛共同的特征,被称为“相机眼睛”。在相机眼中,图像通过镜头进入眼睛,并反射到视网膜上。 [视频:观看少年甲虫抢蚊虫幼虫午餐]

“在功能上,他们的眼睛更类似于我们自己的眼睛,而不是果蝇或其他昆虫,”辛辛那提大学生物科学系的教授Eleke Buschbeck,以及新研究的共同作者告诉Live科学。然而,幼虫的眼睛允许他们只看到一条狭窄的光线,他们必须向上和向下移动他们的头,以“扫描”他们正在寻找什么。

眼睛发育在带有骨干的动物中进行了很好地研究,但越来越少了解无脊椎动物的相机眼睛的增长和变化。并且最不像所有人都是无脊椎动物的细节 相机眼镜 侧重于视网膜,这是Buschbeck和她的同事们的关注。

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在大多数无脊椎动物中,眼睛相对缓慢地生长。但甲虫幼虫的眼睛以科学家发现惊人的速度而转化。幼虫经历了三个“龄”— 熔化之间的发展阶段 —研究人员说,在到达成年期之前,随着每阶段持续几天。

森伯斯特潜水牛肉幼虫的阶段 (图片信用:Lisa Britton /辛辛那提大学)

在第二阶段和第三阶段之间,眼管急剧增长,在蜕皮后的前60分钟内发生了所有重大变化。 “一旦我们可以衡量它,它已经成长,”Buschbeck在一份声明中说。

因为相机眼睛的所有部分都是如此精确地对齐,幼虫在蜕皮时暂时失明,因为其他眼部竞争赶上放大的管子。这需要迅速发生—一个看不到的捕食者是一种无法捕猎的捕食者。

为了使事情更加复杂,幼虫的眼睛中的镜头有 内置双管。每根眼管都没有一个,而不是两个视黄色,一个在管底部的另一个。镜头投射到两个视网膜上,允许幼虫看到近距离和距离急剧聚焦的图像。

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然而,幼虫没有长时间等待。研究人员发现,镜头重建本身只需要8小时。旧镜头的一部分是 用旧的外屏幕脱落,剩余部分扩大,直径和厚度。科学家通过镜头投射,发现它在蜕皮后立即产生模糊图像,但在接下来的几个小时内,该分辨率和清晰度提高。

科学家们还观察到,在蜕皮后的第三天,幼虫在蜕皮后立即捕获了三倍的蚊子,这表明他们的视力已经完全恢复。

还有更多的是有关可能有助于甲虫幼虫的快速眼新发育的其他因素。渗透—幼虫在蜕皮时吸收—通过增加眼中的压力,可以发挥作用,这与脊椎动物中的眼睛生长有关。根据Buschbeck的说法,可能还有其他方面的幼虫的眼睛生长,与我们对脊椎动物的眼睛一致。

调查结果于9月10日在线发布 比较生理学杂志A.

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