اكتشف العلماء أن نيماتود طفيلي صغير جداً يستخدم الكهرباء الساكنة للقفز على الحشرات الطائرة، مما يعزز نجاحه في الصيد بشكل كبير. تكشف البحوث، التي تشمل التصوير عالي السرعة والنماذج الرياضية، كيف تمكن القوى الكهروستاتيكية الدودة من سد الفجوات في الهواء. يبرز هذا الاكتشاف دور التفاعلات الكهربائية غير المرئية في بقاء الكائنات الحية الصغيرة.
النيماتود Steinernema carpocapsae، وهو دودة طفيلية توجد في التربة حول العالم باستثناء القطبين، يمكنه القفز حتى 25 ضعف طول جسمه —ما يعادل قفز إنسان فوق مبنى مكون من 10 طوابق— بينما يدور بسرعة 1,000 مرة في الثانية. عندما يحس بحشرة فوق رأسه، ينثني إلى حلقة ويطلق نفسه. إذا نجح، يدخل المضيف من خلال فتحة طبيعية، يودع بكتيريا تكافلية تقتل الحشرة خلال 48 ساعة، ويغذى على البكتيريا والأنسجة ليضع بيضاً.
نشر باحثون من جامعة إموري وجامعة كاليفورنيا، بيركلي، نتائجهم في Proceedings of the National Academy of Sciences. استخدموا كاميرات عالية السرعة تلتقط 10,000 إطار في الثانية لتسجيل مسارات الدودة نحو ذباب الفاكهة المشحونة. شرح المؤلف المشارك جاستن بيرتون، أستاذ فيزياء في جامعة إموري: "لقد حددنا الآلية الكهروستاتيكية التي يستخدمها هذا الدودة لإصابة هدفه، وقد أظهرنا أهمية هذه الآلية لبقاء الدودة. الجهد الأعلى، مع نسمة هواء خفيفة، يعزز بشكل كبير فرص ربط دودة القفز بالحشرة الطائرة."
الآلية الرئيسية هي الاستحثاث الكهروستاتيكي: أجنحة الحشرة تولد مجالاً كهربائياً يصل إلى مئات ال فولتات أثناء حركتها في الهواء، مما يستحث شحنة معاكسة في الدودة لجذبها. لاحظ فيكتور أورتيغا-خيمينيز، أستاذ مساعد في علم البيوميكانيكا في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، الذي قاد التجارب: "قد تتوقع العثور على اكتشافات كبيرة في الحيوانات الكبيرة، لكن الصغيرة أيضاً تحمل الكثير من الأسرار المثيرة."
أظهر النمذجة الرياضية لرانجيانغشانغ ران أن بدون الكهروستاتيك، نجح واحد من كل 19 قفزة فقط. شحنة 100 فولت أعطت أقل من 10% نجاح، بينما رفع 800 فولت إلى 80%. حتى نسمة خفيفة بسرعة 0.2 متر في الثانية حسنت النتائج أكثر. يتوافق النموذج مع تنبؤ لعام 1870 من قبل الفيزيائي جيمس كليرك ماكسويل.
هذا العمل يمهد الطريق لـ'علم البيئة الكهروستاتيكية'، بناءً على اكتشافات سابقة مثل استخدام النحل للكهرباء الساكنة لجمع الطلع أو استغلال العناكب للشحنات في الشبكات. يُستخدم S. carpocapsae في مكافحة الآفات البيولوجية، وقد تحسن هذه الرؤى تطبيقاته الزراعية. كما قال أورتيغا-خيمينيز: "نعيش في عالم كهربائي، الكهرباء حولنا في كل مكان، لكن الكهروستاتيك للكائنات الصغيرة لا يزال معظمه لغزاً."