Hipergravitációs kísérlet sáskákkal

A pilóták, űrhajósok kiképzésük során centrifugában élhetik át a nagyobb nehézségi gyorsulást, amelyet akár repülés során, akár az űrhajó indításakor majd valóban át fognak élni. Egy új, a Proceedings of the Royal Society B folyóiratban publikált kutatásban, amelyet a Brémai Főiskola szakemberei végeztek, ezúttal nem vadászpilótákat, hanem sáskákat helyeztek el centrifugában.

Az élő anyag egyik fontos tulajdonsága, hogy képes ellenállni számos külső hatásnak, alkalmazkodik, így például egy állandó szélben álló fa megerősödik a szél hatására. Hasonlóan az emberről is jól tudjuk, hogy a sport vagy más fizikai igénybevétel hatására megerősödik a csontozata. Azt azonban eddig nem tudtuk, hogy a külső vázzal rendelkező állatok, például a rovarok vajon átesnek-e hasonló változáson terhelés hatására. Ezt igyekeztek kideríteni a német kutatók. Mivel a sáskák számára nem készült eddig személyre szabott edzésterv, ezért a terhelésüket kívülről szabályozták, mégpedig centrifuga segítségével, az állatokra nehezedő nehézségi erő formájában.

Keleti vándorsáskákat teszteltek, kétféle módszerrel. Az első – ez nem vált be – az volt, hogy az állatok hátára olyan „hátizsákot” ragasztottak, ami megnövekedett gravitációt utánzó terhet jelentett. Sajnos ezt a sáskák egyáltalán nem bírták, vagy meg se moccantak, vagy a nagy részük rövid időn belül elpusztult, így ezzel a módszerrel nem erőlködtek tovább a kutatók. A másik, már sikeres módszerben 2 héten keresztül tartották őket (minimális „uzsonnaszünet” megszakításokkal) a centrifugában 3g, 5g, illetve 8g erősségű hipergravitáció hatása alatt, ezt a tesztet jobban bírták a sáskák. Ez esetben a 3g-ben élők 81 százaléka, az 5g-ben élők mintegy fele, a 8g-ben élőknek viszont mindössze 7 százaléka élte túl a pár hetes kísérletet. Az is világossá vált az életben maradt állatok vizsgálatából, hogy az 5g gravitációs terhelés hatására lassabban gyarapodtak, illetve a 8g esetében kimondottan veszítettek testtömegükből a sáskák. Ez utóbbi azzal volt összefüggésben, hogy ekkora teher mellett az állatok alig-alig táplálkoztak (a pusztulási arányuk is ehhez köthető). Az nem világos, hogy a nagy terhelés miatti stressz, vagy az átalakult anyagcsere rovására írható-e ez a változás.

A teszt végén a 3g-t túlélők esetében megmérték a hátsó lábukon a kültakarójuk egyes rétegeinek vastagságát és szerkezetét mikroCT segítségével. Emellett megmérték a kültakaró rugalmassági modulusát is, vagyis azt, hogy mennyire képes a terhelés hatására megnyúlni az anyag. Ez arról tanúskodott, hogy átalakult a kültakaró szerkezete, annak belső, növekvő rétege megvastagodott, és összességében 67 százalékkal erősebbé, merevebbé vált a 3g nehézség hatására. (A külső réteg a kísérlet idejére már kifejlődött, így az nem tudott tovább változni, növekedni sem.)

Ez azt jelenti, hogy a belső vázzal rendelkező állatokhoz és a magasabb rendű növényekhez hasonlóan a rovarok váza is megerősödött a nagyobb terheléstől, nagyobb gravitációtól. A kutatók azt is elképzelhetőnek tartják, hogy általánosan elterjedt tulajdonság ez az élővilágunkban. A szakemberek szerint ezek a vizsgálatok azt segítenek megérteni, milyen határai lehetnek az alkalmazkodóképességnek és az élőlények vázszerkezetét érintő evolúciónak.