Жало пчелы способно непрерывно выталкивать яд благодаря работе двух клапанов, соединённых с ланцетами внутри камеры для перекачивания. Как показала видеосъёмка, во время движения вниз клапаны раздуваются подобно парашюту и герметизируют камеру. Их поршнеобразное действие создаёт давление, выталкивающее яд наружу, а при обратном ходе клапаны сжимаются.
В центральной части механизма клапаны дополнительно меняют форму, чтобы проходить друг мимо друга. «Уникальная геометрия клапанов является ключом; они действуют как складывающиеся поршни и, перекачивая жидкость в противоположных направлениях, обеспечивают непрерывный поток яда», — приводит EurekAlert слова соавтора исследования Фиореллы Рамирес-Эскивель из Университета Маккуори. По её словам, двойная поршневая конструкция усложняет устройство, но позволяет жалу работать непрерывно в компактной автономной системе, одновременно уменьшая обратный ток жидкости.
Наблюдения подтвердили предварительные эксперименты по визуализации движения жидкости. Для проверки результатов исследователи выполнили микрокомпьютерную томографию и на основе полученных данных изготовили увеличенную модель механизма методом 3D-печати. Её работу также сняли на видео и изучили покадрово.
Искусственная система продемонстрировала ту же кинематику перекачивания, что и настоящее пчелиное жало. В дальнейшем учёные планируют подробнее изучить свойства материалов клапанов. Эксперименты с полимерной моделью показали, что для правильной деформации необходимы очень высокая эластичность и низкое трение между клапанами.
Отдельного изучения может потребовать роль капиллярного эффекта, особенно с учётом малых размеров элементов, перекачивающих яд. Он способен помогать втягивать жидкость в канал жала, однако самому яду, возможно, приходится противодействовать капиллярным силам, вытягивающим жидкость из тканей. Ранее строение пчелиного жала уже использовали при создании микроигл, устройств для перемещения веществ в тканях и буровых механизмов.
Авторы рассчитывают, что их результаты найдут применение в медицине и микрофлюидике — области, связанной с управлением малыми объёмами жидкостей, в том числе при разработке искусственных насосов. Исследование опубликовано в журнале PNAS в 2026 году, DOI: 10.1073/pnas.2603916123.