Сахарский серебряный муравей ( Cataglyphis bombycina ) — вид насекомых , обитающих в пустыне Сахара . Это самый быстрый из 12 000 известных в мире видов муравьев , развивающий скорость 855 миллиметров в секунду (более 1,9 миль в час или 3,1 километра в час). Он может преодолеть расстояние, в 108 раз превышающее длину его собственного тела, за секунду, что превосходит только два других существа: австралийский тигровый жук Rivacindela hudsoni и калифорнийский прибрежный клещ Paratarsotomus macropalpis . Это почти скорость ходьбы человека, и по сравнению с его размером тела это соответствовало бы скорости около 200 м/с (720 км/ч) для бегуна ростом 180 см (6 футов).
Во многом из-за чрезвычайно высоких температур в их среде обитания, а также из-за угрозы хищников , муравьи активны вне своего гнезда всего около десяти минут в день. [1] Двойное давление хищников и температуры ограничивает их надземную активность в узком диапазоне температур между тем, при котором хищные ящерицы прекращают свою активность, и собственным верхним порогом муравьев. [2]
Муравьи часто преодолевают полуденные температуры около 47 °C (117 °F), чтобы подбирать трупы пострадавших от жары животных. [3] Чтобы справляться с такими высокими температурами, у муравьев есть несколько уникальных приспособлений.
При движении на полной скорости они используют только четыре из шести ног. Эта четвероногая походка достигается за счет подъема передней пары ног. [4] Несколько других адаптаций, включая очень высокую частоту шагов, делают C. bombycina одним из самых быстроходных видов животных по отношению к размеру их тела. [5]
Отслеживая положение солнца, муравьи способны ориентироваться , всегда зная прямой путь обратно к своему гнезду, таким образом, они могут минимизировать время, проведенное на жаре. [6] Несколько разведчиков следят за порядком и предупреждают колонию, когда ящерицы, питающиеся муравьями, укрываются в своих норах. Затем вся колония, сотни муравьев, отправляется на поиски пищи, хотя им нужно завершить свою работу до того, как температура достигнет 53 °C (127 °F), температуры, способной их убить.
Сахарские серебряные муравьи вырабатывают белки теплового шока (HSP), но в отличие от других животных, они делают это не в ответ на тепло напрямую. Вместо этого они делают это перед тем, как покинуть гнездо, поэтому они не страдают от первоначального повреждения, когда температура их тела быстро повышается. Эти HSP позволяют клеточным функциям продолжаться даже при очень высоких температурах тела. Если бы они не вырабатывали белки в ожидании экстремальной жары, они бы умерли до того, как белки смогли бы оказать свое действие.
По словам одного исследователя, выработка этого белка «не отражает острую реакцию на повреждение клеток или денатурацию белка, а, по-видимому, является адаптивной реакцией, позволяющей организму выполнять работу при повышенных температурах во время температурных изменений, слишком резких, чтобы дать животному возможность извлечь выгоду из синтеза HSP de novo » [7] , кроме того, «несколько минут продолжительности безумного поиска пищи слишком коротки для синтеза этих защитных белков после воздействия тепла». [2] Эта и другие адаптации привели к тому, что муравья называют «одним из самых термостойких известных животных». [7] Его критический температурный максимум составляет 53,6 °C (128,5 °F). [8]
Серебряные муравьи покрыты сверху и по бокам своего тела слоем уникальной формы волосков с треугольным поперечным сечением, которые сохраняют их прохладными двумя способами. Эти волоски обладают высокой отражательной способностью в видимом и ближнем инфракрасном свете, т. е. в области максимального солнечного излучения. Волоски также обладают высокой излучательной способностью в средней инфракрасной части электромагнитного спектра, где они служат антиотражающим слоем, который повышает способность муравьев отдавать избыточное тепло с помощью теплового излучения, которое испускается горячим телом муравьев в воздух. Этот пассивный охлаждающий эффект работает под прямыми солнечными лучами. [9] [10] Для этого они вдохновили исследования в области пассивного дневного радиационного охлаждения . [11]