Legboor van sluipwesp model voor medische naald

Vrouwelijke sluipwespen leggen hun eieren in larven van andere insecten die vaak verborgen zitten in planten, bomen of onder de grond. Om deze insecten te bereiken, gebruiken veel wespen een lange en slanke naaldachtige buis (de ovipositor of legboor) aan het uiteinde van hun achterlijf. Sluipwespen kunnen deze legboor gericht sturen tijdens hun zoektocht naar het insect. Aangezien er geen spieren in de legboor zelf zitten, doen ze dit met de spieren in hun achterlijf. Daarbij is het riskant om met deze dunne buis in harde structuren zoals boomschors door te dringen, omdat de legboor makkelijk kan doorbuigen en daardoor beschadigen. Wespen moeten dus een manier hebben om deze beschadigingen te voorkomen.

Veranderlijke legboor

De onderzoekers registreerden met hogesnelheidscamera’s het leggedrag van de wespen in verschillende transparante gels. Zo ontdekten ze dat de wespen de vorm van het uiteinde van hun legboor kunnen veranderen, waardoor ze hun legboor kunnen sturen. Dit is mogelijk doordat de legboor bestaat uit drie verschillende schuivende delen, één aan de bovenkant en twee aan de onderkant, die onafhankelijk van elkaar heen en weer kunnen bewegen. De legboor wordt door de gel heen bewogen door de schuivende delen afwisselend heen en weer te bewegen. Gebogen banen komen tot stand door de delen aan de onderkant van de boor verder uitgeschoven te houden dan het deel aan de bovenkant tijdens de afwisselende beweging. Daarbij buigt het uiteinde van de onderste delen nog passief mee, waardoor de bocht nog scherper wordt. Naast de stuurfunctie blijkt het wederzijds bewegen van deze schuifbare delen ook het risico op knikken en beschadiging van de legboor te verminderen.

Stuurbare sondes

Deze techniek kan gebruikt worden bij de ontwikkeling van stuurbare sondes, zoals stuurbare naalden voor minimaal invasieve operaties. Er bestaan al stuurbare sondes, maar deze kunnen sterk verbeterd worden door de bevindingen uit deze studie. Zo kan door gebruik te maken van een meebuigend uiteinde de buigcapaciteit van de sonde versterkt worden. Ook kunnen sondes, die door weefsels heen moeten, mogelijk nog verder verdund worden door schuivende delen afwisselend heen en weer te bewegen. Daarnaast leiden de onderzoeksbevindingen tot een dieper inzicht in de evolutie van de wespen.

Onderzoekers van de leerstoelgroep Experimentele Zoölogie van Wageningen University & Research publiceerden hun bevindingen afgelopen week in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

Tekst: Wageningen University & Research
Foto's: Vengolis, CC BY-SA 3.0 (leadfoto: vrouwtje sluipwesp Xanthopimpla punctata. De legbuis is langer en slanker dan de angel van een steekwesp); Ab H Baas, Saxifraga