飛行昆蟲(chóng)的肌肉蛋白難題

我們知道，有很多昆蟲(chóng)都會(huì)飛，例如蜜蜂、蒼蠅、蜻蜓、蝴蝶等等。但是，它們飛舞的時(shí)候并不完全相同，有的會(huì)發(fā)出嗡嗡聲，而有的則悄無(wú)聲息。而且，這些昆蟲(chóng)扇動(dòng)翅膀的頻率非常之高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鳥(niǎo)類(lèi)。日本研究人員巖本裕之等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，蜜蜂、蒼蠅等能夠高速振動(dòng)翅膀的關(guān)鍵在于它們翅膀的肌原纖維的蛋白質(zhì)排列相當(dāng)有規(guī)則。

以前的研究顯示，蜻蜓等從進(jìn)化角度來(lái)說(shuō)屬于比較原始的昆蟲(chóng)，它們的神經(jīng)信號(hào)每傳遞１次，翅膀肌肉收縮幅度超過(guò)10%，翅膀相應(yīng)地振動(dòng)1次。而蜜蜂、蒼蠅等從進(jìn)化角度來(lái)說(shuō)屬于比較高等的昆蟲(chóng)，翅膀肌肉只收縮3%，所以它們的翅膀才能小幅高頻地振動(dòng)。日本學(xué)者研究了蜜蜂、蝴蝶等50種進(jìn)化水平不同的昆蟲(chóng)，把它們的肌原纖維細(xì)胞快速冷凍起來(lái)，并用儀器對(duì)這些纖維加以分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高等昆蟲(chóng)如蜜蜂、蒼蠅等，其肌原纖維的蛋白質(zhì)排列非常整齊，纖維斷面呈輪廓清晰的六角形；相比之下，較原始的蜻蜓、蝶類(lèi)的肌原纖維的蛋白質(zhì)排列比較雜亂，其纖維斷面呈輪廓模糊的圓形。這些現(xiàn)象是否意味著，肌原纖維的規(guī)則性和高頻率振翅能力之間存在某種聯(lián)系呢？

【文稿】聞翰

【責(zé)任編輯】李金