Mecanismos de expulsión de un cañón de hongos (E. muscae s. Str.) Y el cañón de agua blanda (tubo elastomérico). (a) Imagen SEM de conidióforos del hongo E. muscae s. str. La punta de cada célula se diferencia en un conidio delimitado por un tabique (indicado en c). Barra de escala, 20 µm. Recuadro:mosca con bandas distintivas blancas / amarillentas de conidióforos fúngicos. (b) Videografía de alta velocidad (15 000 fps) de la eyección de un conidio (trazo azul sólido) de su conidióforo (trazo gris punteado) en la línea de ruptura (trazo rojo) justo debajo del tabique. El protoplasma (trazo blanco punteado) se observa como una pequeña gota satélite y una segunda gota de líquido que permanece adherida al conidióforo. Barra de escala, 20 µm. (c) Mecanismo de expulsión para (arriba a la izquierda, barra de escala, 10 µm) el cañón de hongos y (arriba a la derecha, barra de escala, 1 mm) el cañón de agua blanda. Abajo:la espora o proyectil (azul) se libera del cañón (gris) con velocidad v0 cuando la presión creciente p supera la fuerza restauradora; el cañón de hongos tiene una fuerza de línea elástica Fel mientras que el cañón de agua blanda tiene una fuerza de fricción de contacto Fms. Crédito: Revista de la interfaz de la Royal Society (2019). DOI:10.1098 / rsif.2019.0448
Un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca, la Universidad de Copenhague y la Universidad e Investigación de Wageningen han construido un pequeño "cañón blando" biomimético para comprender mejor cómo se dispersan las esporas de hongos. En su artículo publicado en Revista de la interfaz de la Royal Society , el grupo describe la construcción de su pequeño cañón y lo que aprendieron al dispararlo.
Entomophthora muscae es un tipo de hongo que sobrevive infectando y apoderándose de las moscas domésticas hembras. Una vez que una espora aterriza en su piel, el hongo penetra y se siente como en casa. Además de hacerse cargo del sistema circulatorio, el hongo también llega al cerebro y comienza a controlar el comportamiento de la mosca. El hongo sobrevive comiendo la mosca de adentro hacia afuera, y poco antes de que muera la mosca, está hecho para aterrizar en un punto alto cercano.
Después, el hongo crea tallos en el exterior de la mosca que son esencialmente tubos huecos llenos de líquido y una espora. La presión dentro de los tallos se acumula hasta cierto punto, y luego, en el momento justo, se libera el líquido que contiene la espora, empujando la carga en el aire. Los investigadores informan que los cañones disparan cuando un macho vuela, atraído por el cadáver femenino, se acerca o lo toca. Al disparar, las esporas llegan a la superficie de la piel del macho, que se lo transmite a una hembra sana involuntaria durante el apareamiento. En este nuevo esfuerzo, los investigadores buscaron aprender más sobre el mecanismo del cañón. Con ese fin, ellos mismos construyeron su propia versión pequeña y luego probaron cómo respondía.
El equipo construyó su cañón con un polímero similar al caucho con un tapón en un extremo. Al llenarlo desde el otro extremo, pudieron aumentar la presión en el tubo. El equipo probó su cañón biomimético disparándolo con cargas útiles de diferentes tamaños a diferentes cantidades de presión. Informan que su pequeño cañón podía disparar cargas útiles a una velocidad de hasta 10 metros por segundo. También encontraron que la velocidad de expulsión disminuía a medida que el cañón se hacía más grande. y que el tamaño óptimo de las esporas era de aproximadamente 10 micrómetros, cercano al tamaño de las esporas naturales, y lo suficientemente pequeño como para viajar con una ligera brisa.
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