Nevjerojatno jeziva snimka prikazuje ubod pčelinjeg žalca kakav još nikada niste vidjeli

Žalac medonosne pčele (Apis mellifera) obično se može upotrijebiti samo jednom. Kada pčela ubode svoju metu, žalac joj se otkida iz stražnjeg dijela tijela, ostavljajući znatnu ranu od koje pčela poslije ugiba.

No čak i nakon što osuđena pčela odleti, žalac nastavlja ubrizgavati otrov, piše Science Alert.

U sklopu novog istraživanja objavljenog u znanstvenom časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, znanstvenici su snimili rad žalca odvojenog od pčelinjeg tijela kako bi bolje razumjeli njegov mehanizam djelovanja.

Prizor je pomalo uznemirujući, ali istodobno toliko fascinantan da je teško odvratiti pogled. Uvjerite se sami u snimci u nastavku.

„Ako vas je ikada ubola pčela, znate koliko to može biti bolno. No sada smo uspjeli identificirati sve funkcionalne dijelove smještene unutar sićušnog žalca“, kaže entomologinja Fiorella Ramirez-Esquivel sa Sveučilišta Macquarie u Australiji.

„Još od 1910. godine znamo da se otrov iz otrovne vrećice pčelinjeg žalca prazni u komoricu s malim pumpnim elementima koje nazivamo ventilima, ali dosad nismo točno znali kako oni funkcioniraju.“

Kamere velike brzine snimile su poluprozirni žalac dok prodire u prozirni gel osmišljen tako da oponaša ljudsku kožu, otkrivajući unutarnji rad tog izvanrednog biološkog mehanizma.

„Unatoč dugotrajnom znanstvenom zanimanju za žalce opnokrilaca, dosad nisu postojala izravna opažanja procesa pumpanja otrova, a naše razumijevanje biomehanike njegova ubrizgavanja ostalo je ograničeno“, pišu istraživači.

„Žalac medonosne pčele ima jedinstvena svojstva: razmjerno je velik, proziran i može se autotomijom odvojiti od pčelinjeg tijela tijekom uboda.“

Iznenađujuće je da nitko dosad nije proveo takvo istraživanje jer se unutar žalca odvijaju doista nevjerojatni procesi.

Ramirez-Esquivel i njezin tim opisuju mehanizam žalca kao „jedinstvenu mikropumpu s dvama klipovima“.

Istraživači su pincetom usmjerili žalac na odgovarajuće mjesto, a zatim su posao preuzele dvije oštre, nazubljene iglice, poznate kao lancete. Njihovi naizmjenični pokreti potiskuju žalac sve dublje u „kožu“, istodobno pumpajući otrov.

Svaka lanceta povezana je s odgovarajućim ventilom unutar proširene komorice, odnosno debljeg dijela pri dnu žalca. Ti se savitljivi ventili naizmjenično šire kako bi potisnuli povezanu lancetu prema dolje i skupljaju kako bi je povukli natrag. Pritom se, tijekom naizmjeničnih pokreta, provlače jedan pokraj drugoga.

Takvo gibanje istodobno stvara tlak koji potiskuje otrov iz povezane otrovne komorice prema „koži“.

„Naposljetku, i možda najdramatičnije, kada se ventili susretnu na sredini svojeg hoda, ponovno mijenjaju oblik kako bi mogli proći jedan pokraj drugoga“, objašnjava Ramirez-Esquivel.

„To je izvanredna strategija pumpanja tekućine jer je održavanje nepropusnosti ključno za učinkovito prenošenje tlaka. Presudna je jedinstvena geometrija ventila. Oni djeluju poput savitljivih klipova koji mijenjaju oblik i, krećući se u suprotnim smjerovima, omogućuju neprekidan protok otrova.“

Koliko nam je poznato, takav autonomni mehanizam pumpanja jedinstven je za radilice medonosnih pčela. Nikada prije nije zabilježen kod drugih pripadnika reda opnokrilaca (Hymenoptera), koji otrov ubrizgavaju valovitim kontrakcijama tkiva oko otrovnog kanala, slično načinu na koji naša crijeva potiskuju hranu kroz probavni sustav.

Mehanizam uboda medonosne pčele, s druge strane, sličniji je brojnim uređajima koje je izradio čovjek, poput štrcaljki kojima ubrizgavamo lijekove.

Međutim, čak i one imaju samo jedan razmjerno krut klip unutar komore, što znači da se ne mogu ponovno napuniti bez stvaranja povratnog toka tekućine. Možda bi upravo pčelinji žalac mogao poslužiti kao inspiracija za razvoj uređaja koji bi to mogao postići, bilo za medicinske bilo za istraživačke potrebe.

„Konstrukcija s dvama klipovima povećava složenost mehanizma, ali upravo je ona ključna za sposobnost žalca da neprekidno ubrizgava otrov kao kompaktna, autonomna cjelina“, zaključuje Ramirez-Esquivel.