Những bí ẩn vô tận của thế giới côn trùng

Bất cứ khi nào gián xuất hiện, sẽ luôn có tiếng la hét hoảng loạn, nhưng sự cạnh tranh trong nghiên cứu gián khoa học rất khốc liệt. Trong thế giới côn trùng, cho ăn và tán tỉnh là hai sự kiện chính. Hầu hết các loài côn trùng cái đều tiết ra "kích thích tố giới tính" (sex pheromone), con đực sau khi ngửi thấy mùi hương sẽ giao phối với chúng, đây là bản năng của động vật, không cần thông qua não mà giống như có phản ứng trực tiếp đối với chúng. gõ vào đầu gối.

Có một thí nghiệm, trong đó các nhà nghiên cứu đã thả một lượng nhỏ pheromone vào một chiếc hộp đầy gián đực. Vì những con đực không thể tìm thấy những con gián cái, những con đực sẽ chiến đấu và con chiến thắng trở thành con đực và bắt đầu giao phối với những con gián đực khác . Lúc đầu mọi người không hiểu về đồng tính luyến ái, sau đó mới biết hành vi đồng tính luyến ái có liên quan đến chất hóa học, sau này chính quyền bang California của Mỹ đã sửa đổi quy định không trừng phạt hành vi đồng tính luyến ái không gây nguy hiểm cho bên thứ ba. . Đây là một đóng góp cho việc nghiên cứu hành vi của côn trùng.

Xem thêm: Cửa lưới chống muỗi tự cuốn dọc

Gián là đại diện cho nghiên cứu côn trùng học đô thị, những loài khác như cào cào là đại diện cho nghiên cứu nông nghiệp, muỗi là đại diện cho nghiên cứu y học và ruồi giấm là đại diện cho nghiên cứu khoa học sự sống. Nghiên cứu về côn trùng đã có đóng góp không thể xóa nhòa cho nền văn minh khoa học và công nghệ của loài người, bằng chứng là 10 nhà côn trùng học đã đoạt giải Nobel Sinh lý học và Y học.

1. Kiến chúa điều khiển côn trùng

Côn trùng là loài động vật đông đảo nhất trong thế giới sinh vật. Khác với rết, chim và động vật bậc cao, toàn bộ cơ thể của chúng gồm có đầu, ngực và bụng. Ngực có cánh và 3 đôi chân.Là động vật không xương sống, động vật chân đốt. Côn trùng có những biến thái ngoại hình khác nhau trong suốt cuộc đời của chúng và chúng biến thành hình dạng nào được xác định bởi các chất hóa học do côn trùng tiết ra. Nếu các hóa chất này ở lại trong cơ thể, chúng được gọi là hormone và khi chúng được giải phóng ra ngoài cơ thể, chúng được gọi là pheromone. Về mô hình xã hội, một số loài côn trùng sống đơn độc trong một khu vực nhỏ và một số loài côn trùng có hành vi xã hội. Mối là đại diện của côn trùng xã hội, và mô hình xã hội cũng như vòng đời của chúng thật ngoạn mục.

Xem thêm: Cửa lưới chống muỗi lùa

Mối rất nguy hiểm và cơ thể của mối chúa chứa đầy trứng. Trong xã hội của họ, tất cả trừ một nữ hoàng đang trị vì đều là công nhân. Kiến chúa đẻ trứng liên tục và tiết ra một hợp chất có tác dụng ức chế buồng trứng của các cá thể khác khiến chúng chỉ có thể phát triển thành kiến ​​thợ, tự chúng phát triển các đặc điểm của con cái và trở thành kiến ​​chúa. Vì vậy, tất cả các con kiến ​​thợ đều đến để phục vụ kiến ​​chúa và ấu trùng, cho đến khi kiến ​​chúa hiện tại chết đi, số ít kiến ​​thợ còn lại mới có cơ hội phát triển để trở thành kiến ​​chúa. Tuy nhiên, ngay khi một con kiến ​​thợ biến thành kiến ​​chúa, kiến ​​chúa mới bắt đầu đàn áp và nô dịch những con kiến ​​thợ khác. Và có sự khác biệt lớn về tuổi thọ giữa hai loài, kiến ​​chúa sống đến 3 năm, trong khi kiến ​​thợ chỉ có 3, 4 tháng, nhưng chúng vốn là cùng một giới tính!

2. Côn trùng trải qua bốn giai đoạn trong cuộc đời

Côn trùng trải qua bốn giai đoạn trong cuộc đời, trứng, ấu trùng, nhộng và trưởng thành, được gọi là biến thái hoàn toàn. Con trưởng thành sống khoảng một hoặc hai tuần, trong thời gian đó chúng giao phối và đẻ trứng. “Biến thái” là đặc tính của côn trùng, lưỡng cư và phải xác định bằng hóa chất. Sự biến thái của động vật lưỡng cư như ếch được kiểm soát bởi thyroxine, sự biến thái của côn trùng như tằm cần được xác định bởi "hormone tuổi trẻ" và "ecdysone". Ecdysin được tiết ra bởi tuyến tẩy tế bào chết (hay còn gọi là tuyến tiền liệt), và tuyến tẩy tế bào chết được kiểm soát bởi hormone kích thích của tuyến tẩy tế bào chết trong não. Ngoài việc điều hòa nội tiết tố của tuổi trẻ bằng hormone thần kinh (ức chế tập thể dục) và allatotropin (thúc đẩy tập thể dục) trong não, ecdysone cũng sẽ giúp kích thích sự tổng hợp hormone của tuổi trẻ.

Những con côn trùng vừa nở ra từ trứng được gọi là ấu trùng tuổi đầu tiên, sau đó, mỗi lần lột xác lại thêm một tuổi, và thời kỳ sinh trưởng của ấu trùng giữa các lần lột xác và lột xác được gọi là "thời kỳ lột xác". Các thí nghiệm đã phát hiện ra rằng khi ấu trùng côn trùng lột da, việc lột xác là "lột xác ấu trùng" hay "lột xác nhộng" được xác định bởi nồng độ của hormone trẻ và ecdysin. Nếu ấu trùng duy trì nồng độ ecdysone cao, chúng sẽ tiếp tục tiết ra hormone tuổi trẻ và quá trình lột xác lúc này được gọi là "lột xác ấu trùng". Nếu đến giai đoạn đầu của tuổi cuối cùng, lúc này ấu trùng gần như ngừng tiết hormone trẻ, sau đó chuyển sang giai đoạn "nhộng và lột xác" khiến ấu trùng biến thành nhộng.

Xem thêm: Cửa lưới chống muỗi xếp

Các nhà nghiên cứu đã làm một thí nghiệm cho điều này, họ trao đổi chất dịch cơ thể của ấu trùng ở tuổi thứ năm và ấu trùng ở tuổi thứ nhất, và phát hiện ra rằng chỉ cần một ấu trùng để ngăn ấu trùng ở tuổi thứ năm trở thành người lớn; cần hai ấu trùng; nếu ở tuổi thứ ba tuổi ấu trùng nối liền nhau, cần ba ấu trùng, có thể thấy ấu trùng càng non thì nội tiết tố trẻ càng nhiều. Ấu trùng chưa trưởng thành khác tiếp nhận dịch cơ thể của ấu trùng tuổi thứ năm sẽ biến thái thành trưởng thành trước, nhưng cơ thể nhỏ hơn, các cơ quan chưa trưởng thành và không thể sinh sản hoàn chỉnh.

Một thí nghiệm khác là bôi ecdysone lên lá dâu và cho tằm ăn, tằm sau khi ăn có thể tổng hợp nhiều hormone trẻ hơn, sau khi tăng liều lượng hormone trẻ sẽ biến thành ấu trùng thay vì trưởng thành. Đây là một phát hiện quan trọng, cho thấy hormone tuổi trẻ có ảnh hưởng đến "tuổi thọ" của côn trùng.

3. Nghiên cứu côn trùng Cây trồng có lợi

Con người cảm nhận môi trường xung quanh thông qua năm giác quan là thị giác, thính giác, khứu giác, vị giác và xúc giác. Côn trùng là động vật bậc thấp, thị giác, thính giác, xúc giác không tốt bằng con người nhưng chúng vẫn tồn tại bền bỉ, dựa vào khứu giác và vị giác nhạy bén, đặc biệt là trong sinh sản.

Chẳng hạn, tằm trà cái ở Đài Loan tiết ra pheromone trong quá trình giao phối, chỉ với liều lượng 1 microgam, tằm trà đực ở cách xa 4 mét sẽ bay đến giao phối với chúng. Các thí nghiệm tại Viện Động vật học, Academia Sinica (nay là Trung tâm Nghiên cứu Đa dạng sinh học) đã xác nhận rằng pheromone do tằm cái trà ở Đài Loan tiết ra chủ yếu bao gồm 4 hợp chất và tằm đực trà nhạy cảm với E11, E14-octadecenal ( 18 : Ald) đã có phản ứng rõ ràng nhất. Do ấu trùng tằm chè chỉ ăn lá chè và rất có hại cho vườn chè nên các nhà nghiên cứu đã tổng hợp hóa học E11, E14−18:Ald để bẫy sâu chè và hỗ trợ nông dân diệt sâu chè.

Xem thêm: Báo giá cửa lưới chống muỗi

Ấu trùng tằm trà và Guanjing đầu đỏ là loài côn trùng bản địa của Đài Loan, chúng không phổ biến vì chúng ăn lá non của cây. Về mặt nông nghiệp toàn cầu, châu chấu là loài có hại nhất. Mật độ châu chấu cao nhất ở đất liền là 4.000 đến 5.000 con trên một mét vuông, nơi có hơn 100.000 người được huy động để bắt châu chấu. Châu chấu Đài Loan chủ yếu sống đơn lẻ và hiếm khi bay theo đàn. Châu chấu ở quần đảo Penghu sống theo đàn và chúng có thể bay đến Đài Loan.

Do sự hiểu biết của cộng đồng khoa học về châu chấu gần như giống nhau nên phòng thí nghiệm châu chấu nổi tiếng của Anh đã kết thúc, kết quả nghiên cứu của họ cho cả thế giới biết: châu chấu có những cá thể riêng lẻ và bầy đàn. Khi có nhiều thức ăn, cơ thể châu chấu có một màu, nếu không đủ thức ăn, màu sắc cơ thể sẽ thay đổi. Và chỉ cần con đầu đàn cất cánh, những con châu chấu khác sẽ đi theo, nhưng khi những con châu chấu tiết ra hợp chất 2-methoxy-5-ethylphenol, chúng sẽ tập hợp lại, đây là một khám phá chính của thí nghiệm châu chấu.

4. Muỗi là đại diện nổi tiếng nhất của côn trùng

Muỗi là sinh vật biển, đất và không khí. Ấu trùng của chúng phát triển trong nước và được gọi là ấu trùng. Khi trưởng thành, chúng có cánh và có thể bay. Muỗi cái có thể truyền bệnh bằng cách hút máu của con người và động vật. Nếu bị muỗi sốt rét đốt, ký sinh trùng sốt rét xâm nhập vào máu của cơ thể người, sống trong gan và hồng cầu, rồi sinh sản vô tính ở đó. Tế bào hồng cầu của con người không có nhân, nếu bạn thấy chất rắn bất thường trong hồng cầu khi kiểm tra máu, đó có thể là ký sinh trùng. Ngay từ thời Hoàng đế Taizong của triều đại nhà Đường, đã có bệnh sốt rét, và nó được gọi là "không khí của bệnh sốt rét" vào thời điểm đó. Zheng Chenggong lâm bệnh và qua đời ở tuổi 39. Căn bệnh mà anh mắc phải là bệnh sốt rét. Sukiki Huashan, thống đốc đầu tiên của Nhật Bản tại Đài Loan, người đã xây dựng Dinh thự của Toàn quyền Đài Loan (nay là Dinh Tổng thống) trong thời kỳ chiếm đóng của Nhật Bản, cũng chết vì bệnh sốt rét. Căn bệnh này đã giết chết hàng triệu người trong thế kỷ 19.

Xem thêm: Cửa lưới chống muỗi giá

Các thầy thuốc Trung Quốc trong thời Đường Taizong đã sử dụng artemisinin từ cây ngải để điều trị bệnh sốt rét, nhưng tiếc là không có người kế vị, và các đơn thuốc đã biến mất. Người phương Tây sử dụng ký ninh để điều trị bệnh sốt rét, nhưng ký ninh không còn hiệu quả. Khi người Mỹ tham chiến trong chiến tranh Việt Nam, họ phát hiện ra rằng "bộ đội Trung Cộng sẽ không bị sốt rét nếu họ ăn artemisinin", sau đó, họ sản xuất ra các dẫn xuất artemisinin, hiện đang được sử dụng rộng rãi ở Châu Phi. Artemisinin được Liên Hợp Quốc coi là "đóng góp lớn nhất của y học Trung Quốc cho lĩnh vực y học thế giới".

Điều trị bệnh sốt rét bằng artemisinin là trí tuệ của người Trung Quốc cổ đại, nhưng ý tưởng của người xưa có thể không hoàn toàn chính xác. Ví dụ, đậu guanjing được gọi là ruồi vàng trong y học cổ truyền Trung Quốc tiết ra một chất lỏng gọi là guanqingsu, người xưa dùng nó như một loại thuốc kích thích tình dục, nếu bôi guanqingsu lên da sẽ gây ra mụn nước. Tuy nhiên, các thí nghiệm khoa học và công nghệ hiện đại đã xác nhận rằng guanine không có tác dụng kích thích tình dục.

Nhà khoa học người Anh Ronald Ross (Ronald Ross) đã phát hiện ra rằng bệnh sốt rét được truyền bởi muỗi Anopheles, và từ đó đưa ra kết luận rằng "kiểm soát muỗi có thể ngăn ngừa bệnh sốt rét", và do đó đã giành được giải thưởng Nobel về Sinh lý và Y học năm 1902. Nhà khoa học Thụy Sĩ Paul Hermann Muller đã phát hiện ra rằng DDT có thể chống lại sâu bệnh và do đó đã giành được giải thưởng Nobel về Sinh lý học và Y học năm 1948.

Xem thêm: Cửa lưới chống muỗi cố định

Ross là bạn học của Tiến sĩ Sun Yat-sen, cha đẻ của dân tộc, và giáo viên của ông, Patrick Manson đến từ Anh, đã nghiên cứu về bệnh sốt vàng da do muỗi truyền. Các sinh viên khác của Manson tiếp tục nghiên cứu và phát hiện ra rằng thổ dân Úc có sức đề kháng đặc biệt, dẫn đến việc phát hiện ra virus viêm gan B. Hiệu quả của vắc-xin viêm gan B ở Đài Loan khá tốt, nếu không có những nghiên cứu này thì thời gian tìm ra vắc-xin sẽ bị chậm lại, đây là một đóng góp của ngành côn trùng học cho nghiên cứu viêm gan B.

5. Tế bào gốc có thể phát triển thành các mô khác nhau

Một loài côn trùng học nổi tiếng như muỗi là ruồi giấm. Drosophila có vòng đời ngắn, dễ nuôi và thao tác trong phòng thí nghiệm, đồng thời trở thành động vật thí nghiệm tiêu chuẩn vì chi phí nhân giống thấp. Người đầu tiên nghiên cứu và là chuyên gia nổi tiếng nhất về Drosophila là Thomas Hunt Morgan, nhà khoa học người Mỹ đoạt giải Nobel Sinh lý học và Y học năm 1933. Ông đã tiến hành thí nghiệm trên Drosophila và nhận thấy nhiễm sắc thể có chức năng truyền thông tin di truyền. Ngoài ra, ruồi giấm còn đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu của khoa học sự sống hiện đại và nuôi cấy mô hiện đại.

Ấu trùng Drosophila có "đĩa tưởng tượng" trên cơ thể, trong quá trình biến thái, các phần khác nhau của đĩa tưởng tượng sẽ phát triển thành các mô khác nhau trên cơ thể trưởng thành. Nếu đặt "đĩa cánh" lên người trưởng thành, trên người trưởng thành sẽ mọc thêm một đôi cánh, đó là "sự phát triển chồng chéo". Nếu là sự phân hóa mô bình thường, "đĩa cánh" sẽ phát triển thành cánh của cùng một mô sau khi biến thái. Tuy nhiên, sau nhiều thế hệ cấy ghép và biến thái, một số đĩa cánh sẽ phát triển thành các mô khác nhau như râu, bàn chân và mắt, và loại phát triển này cũng có thể xảy ra khi "đĩa chân" và "đĩa sinh dục" phát triển.

Xem thêm: Cửa lưới chống muỗi hãng nào tốt

Các nhà khoa học Mỹ Edward B. Lewis, Eric F. Wieschaus và nhà khoa học Đức Christiane Nusslein-Volhard đã được trao giải Nobel năm 1995 cho nghiên cứu về cơ chế kiểm soát sự phát triển sớm của Drosophila Bell Prize in Physiology and Medicine.

Việc nghiên cứu tế bào gốc cũng bắt đầu từ côn trùng. Sự “siêu biệt hóa” của côn trùng chứng minh rằng các mô khác nhau của một sinh vật có thể được phát triển từ một loại mô hoặc tế bào gốc, đó là nguyên tắc của tế bào gốc.

Tế bào gốc có thể tái tạo sự sống cho những bệnh nhân bị suy tạng hoặc vô phương cứu chữa, nhưng vẫn còn nhiều trở ngại cần khắc phục, chẳng hạn khó xác định loại tế bào gốc nào chúng ta cần. Chỉ khi mối quan hệ họ hàng gần hơn và các thụ thể γ trên bề mặt tế bào gần hơn thì nó mới có thể tạo ra hiệu ứng, và nếu nó không gần, nó sẽ có tác dụng đẩy. Có hai loại đào thải, một là khi ghép thận vào cơ thể, cơ thể sẽ đào thải quả thận được ghép nên phải dùng thuốc chống đào thải. Hai là khi quả thận cấy ghép phát triển trong cơ thể, nó cũng sẽ đào thải các cơ quan khác. Tất cả những vấn đề này phải được giải quyết để bệnh nhân sống sót.

6. Con ong truyền đạt thông tin theo những vũ điệu khác nhau.

Thế giới sinh vật là một thế giới đa dạng. Nhìn từ bên ngoài thì có thực vật, động vật và vi sinh vật. Từ cấp độ phân tử, mọi sinh vật đều được cấu tạo từ các mã DNA. Từ cấu trúc hóa học của DNA, chúng ta có thể hiểu hiện tượng di truyền dọc của các sinh vật từ thế hệ này sang thế hệ khác, nhưng trật tự DNA có thể thay đổi (hoặc đột biến) khi nó được sao chép, nghĩa là DNA có thể thay đổi theo chiều ngang hoặc không biểu hiện. , do đó làm cho đa dạng sinh học có nhiều khả năng xảy ra.

DNA là một mật mã, và mật mã có thể truyền tải thông điệp. Những thông điệp này không chỉ được truyền đi ở cấp độ phân tử mà còn ở cấp độ tế bào và cá nhân. Vào cuối thế kỷ 20, các nhà côn trùng học rất coi trọng cách truyền thông điệp giữa các loài côn trùng riêng lẻ. Karl von Frisch, một nhà khoa học người Áo nghiên cứu ngôn ngữ của loài ong, đã phát hiện ra rằng những con ong sẽ nói với đồng loại của chúng ở đâu có hoa, bao xa. đi xa, hướng nào, v.v. Lượng phấn hoa không quá nhiều, khám phá này đã mang về cho ông giải Nobel Sinh lý và Y học năm 1973.

Xem thêm: Cửa lưới chống muỗi ở hà nội

Côn trùng được tìm thấy trên khắp biển, đất liền và không khí, nhưng lịch sử cuộc sống của chúng có một nguyên tắc nhất quán được tìm thấy. Côn trùng học là khoa học nghiên cứu về côn trùng, sau khi hiểu về ruồi giấm, chúng ta có thể biết được các nguyên tắc cơ bản của quá trình sinh trưởng và phát triển sinh học, khi nghiên cứu về biến thái, côn trùng là vật liệu thí nghiệm tốt nhất, côn trùng cũng có thể dùng làm vật liệu mô hình thí nghiệm cho khoa học đời sống, nghiên cứu về côn trùng bản địa Hành vi có thể phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế thông qua chuyên môn hóa.