名古屋大学生物农业科学研究科的一组助理教授后藤弘树展示了甲虫从幼虫变成蛹的过程中,不到两个小时的时间里,它们的角是如何出现的。

 在许多昆虫中,在幼虫阶段,每次蜕皮的形态变化很小,但从幼虫蜕皮到蛹(或从幼虫到成虫)时,蜕皮变化很大。甲虫突出的“角”就是一个典型的例子,当幼虫变成蛹时,突然出现大角。这是因为幼虫的头部有一个折叠的“角原基(角的前体)”。甲虫的角质原基在化蛹时随着体液的输送而膨胀膨胀,形成细长的“角”,尖端有分枝结构,但对这一代的原理和机制知之甚少。

 因此,该小组证明,可以在计算机中重建具有皱纹袋状结构的角原基,然后通过计算对其进行膨胀,从而制成合适的角。也就是说,完美角度的三维结构信息已经存在于前驱体的皱纹结构中。模拟表明,甲虫在幼虫阶段具有“小折叠状态”的角三维结构,并在蜕皮时通过两步“一次展开”来制作角。

 这一成果于2017年10月24日发表在英国在线科学期刊Scientific Reports上。

纸张信息:[科学报告] 2D 上皮片中的复杂皱纹编码甲虫角的 3D 结构

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