تطورت آلية المزلاج الزنبركية "المزلاج المربوط بنابض" لنمل فك الفخ في 10 نسخ مختلفة بشكل مستقل في جميع أنحاء العالم، وفقاً لدراسة جديدة من معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا.
يشتهر نمل فك الفخ بفكه السفلي القوي، والذي يغلق أسرع بنحو 2300 مرة من غمضة عين، وللقبض على الفريسة ومراوغة الحيوانات المفترسة، تتسارع فكوك النمل بمقدار 100000 مرة من قوة الجاذبية، وهذه القوة تصل إلى 500 ضعف وزن جسمهم.
لا يعتمد الفك الفخ على العضلات للفتح والإغلاق، ولكنه بدلاً من ذلك يفتح نفسه، ويخزن الطاقة مثل زنبرك ممتد، وعندما يتم تحريره، يتم إغلاق الفكين بضربة واحدة، أراد الفريق معرفة كيف تطورت هذه الآلية المعقدة من أسلاف أبسط.
اكتشف الخبراء الآن أن الآلية الأساسية التي تحرك السرعة غير العادية لفك الفخ قد تطورت عدة مرات، تبعها تنويع شكل الفك السفلي.
أعاد الباحثون بناء العلاقات التطورية بين 470 نوعاً من نمل الفك المصغر، ولاحظوا أيضاً حركة الفكين باستخدام التصوير المجهري بالأشعة السينية والنمذجة ثلاثية الأبعاد ومقاطع الفيديو عالية السرعة.
وكشفت الدراسة أن آلية فك الفخ تطورت من 7 إلى 10 مرات بشكل مستقل في جميع أنحاء العالم.
وجد الخبراء أن تغييراً بسيطاً للغاية في الشكل كان مطلوباً لتغيير وظيفة الفك بشكل جذري من آلية الإمساك إلى آلية الاصطياد، وبعد تطور الوظيفة الجديدة، بدأت عضلات رأس النمل الفكية في إعادة الهيكلة بشكل كبير، وأصبحت فكوكها أطول ونمت لتفتح على نطاق أوسع.
وقال البروفيسور إيفان إيكونومو: "في السابق، كنا نظن أن كل الفكوك المصيدة لها شكل متباين ووظيفة متباعدة، لذلك كان من غير الواضح ما إذا كان التغيير في الوظيفة يمكن أن يحدث في البداية أو ما إذا كانت هناك حاجة إلى الكثير من التغييرات في النموذج، ولكن اتضح أن هناك العديد من الأشكال الوسيطة لآلية فك الفخ التي لم يحددها الناس من قبل، حيث أن بعضها يختلف قليلاً فقط عن شكل فكوك الأجداد".
"أحد الأسئلة المركزية في علم الأحياء هو: كيف ينشأ شيء معقد من شيء بسيط؟ تعتمد الهياكل مثل فك الفخ على عدة أجزاء متفاعلة لتعمل بشكل صحيح".
في البداية قد يكون من الصعب رؤية كيف يمكن أن ينشأ مثل هذا التعقيد من خلال التغييرات التدريجية للتطور، ومع ذلك، عندما ننظر عن كثب يمكن لعلماء الأحياء اكتشاف المسارات التطورية للتعقيد.
