Щоб не потонути в надсоленному озері, мухи-береговушки стали супергідрофобними.
Марк Твен у своїй напівавтобіографічній повісті «Налегке» серед іншого описує якихось мух, яких він бачив на озері Моно в Каліфорнії: "Є ще мухи, схожі на наших кімнатних мух... Їх можна тримати під водою скільки душі завгодно - вони не ображаються, навпаки, пишаються цим. Коли їх випустиш, вони вискакують на поверхню сухі, як звіт бюро патентів, і видаляються настільки незворушно, немов їх навмисне навчили цьому фокусу, щоб доставити людині збагачувальну розум розваги "*. Хоча відомо, що повість «Налегке» місцями являє собою чистий вимисел, щодо мух-аквалангістів Марк Твен не збрехав - такі дійсно є.
Мухи Ephydra hians, яких він бачив, відносяться до сімейству мух-береговушок - як зрозуміло за назвою, вони люблять жити біля водойм. І деякі, як наприклад, рід Ephydra, воліють досить екстремальні місця проживання, віддаючи перевагу дуже солоні озера (тому їх часом називають «соляними», «лужними» або «морськими мухами», щоб відрізняти від інших береговушок). Озеро Моно - якраз для них: вода в ньому втричі солоніша, ніж в океані, надзвичайно насичена карбонатом натрію і тетраборатом натрію, який ще відомий під назвою бури. Тетраборат натрію - досить сильний детергент, його можна використовувати як миючий засіб. Солі натрію роблять воду в озері надзвичайно лужною, так що на дотик вона здається маслянистою.
Ніяких більш-менш великих тварин в Моно, природно, немає, але зате в ньому є планктонні водорості, бактерії і деякі дрібні ракоподібні. Для мух це ідеальне місце для годівниці: багато їжі (в тому числі і мертвої органіки, що осіла на дно) і ніяких хижаків. Залишається тільки вирішити завдання, як зайти у воду так, щоб не потонути.
Тіло комах зазвичай покрите коротким навоченим волоссям, які не змочуються - так комаха може залишатися сухою в дощ і в туман, і не боятися, що вода закриє дихальні отвори на тілі. Але в озері Моно вода непроста. Як показали експерименти дослідників з Каліфорнійського технологічного інституту, у звичайних мух вода з озера легко проходить крізь гідрофобний захист: кутикула мух несе слабкий позитивний заряд, що притягує негативні карбонатні іони, якими дуже багато Моно - і разом з негативними іонами до тіла протискується і вода. Простіше кажучи, звичайній комахі потонути в Моно набагато простіше, ніж де-небудь ще.
Але у мух E. hians є своя хитрість. Майкл Дікінсон (Michael Dickinson) записали відео з E. hians, що входять під воду, і поставили ще ряд дослідів, занурюючи мух в різні хімічні розчини. У статті в PNAS йдеться, що мухи, які повзають під водою, носять на собі якусь подобу скафандра, щось на зразок легкого повітряного костюма, які покриває все тіло, крім очей. Вся справа виявилася в тому, що E. hians, по-перше, набагато більш волохаті, по-друге, в їх восках, які покривають волосини і кутикулу, міститься більше коротких вуглеводнів, які краще відштовхують карбонатну воду. Якщо мух позбавити їх вуглеводневого покриття, вода проникала до тіла і витісняла повітря, утримуване волосинами - комахи втрачали свій повітряний акваланг.
Іншими словами, E. hians стали супергідрофобними, щоб не тонути в суперсмочуючій воді, і стали вони такими завдяки підвищеній волосатості і особливому хімічному покриттю на тілі. Можливо, хитрощі мух-аквалангістів допоможуть у майбутньому створити нові матеріали, які залишатимуться сухими навіть під водою.
* - переклад В. Топер і Т. Литвинової.