科学家们将一群蝗虫放入一台模拟额外重力的装置中，观察到蝗虫惊人地很快适应了重力条件的变化，它们的外骨骼和腿在短短几周内变得更加强壮。
科学家们将一群蝗虫放入一台模拟额外重力的装置中，观察到蝗虫惊人地很快适应了重力条件的变化，它们的外骨骼和腿在短短几周内变得更加强壮。
然而，只有在一定程度上：当施加过多额外的压力时，蝗虫变得更加虚弱，随着模拟重力的增加，死亡人数也逐渐增多。尽管如此，这项研究显示了昆虫外骨骼如何适应不同条件，并提供了我们在生物材料开发中可能能够利用的信息。
我们知道，当我们改变重力时，物理系统会做出相应的改变。在国际空间站的微重力环境中，哺乳动物失去了骨骼和肌肉密度。植物对重力的变化有着敏感的反应，无论是增强还是减弱。
但地球上大多数动物——约80％——都有一个角质外骨骼。这些是节肢动物，包括海洋和陆地上的动物，而它们坚硬的外壳对高重力的机械应力的反应，根据不来梅应用科学大学的生物学家卡伦·施塔姆和扬-亨宁·迪尔克斯的说法，是一个令人惊讶地未被充分探索的领域。
因此，他们着手弥补我们知识中的这个空白，使用专门用于研究高重力环境中昆虫的一种特殊装置。这个装置是一台定制的离心机。当它旋转时，离心力作用于其中放置的任何东西，产生类似于重力影响的额外压力。研究人员能够微调他们的离心机，以产生特定的重力条件。在海平面处的地球引力产生的正常加速度被表示为1G（1倍重力）。研究人员能够将这个数值设计达到8G（8倍重力）。
接下来的一步是看看这对昆虫有什么影响。
研究人员获得了接近成年的飞蝗种蝗虫，并在它们最后一次蜕皮后将它们放入离心机中——当它们脱去外骨骼时，会带着闪亮的新软成体出现，随着时间的推移，外骨骼会发育并变硬。
每组蝗虫在离心机中观察两周，让它们再离心机中外骨骼变硬。
有三个组，分别为3G、5G和8G，以及一个1G对照组，研究人员可以将其与高重力蝗虫进行比较。
离心机是连续运行的——它每3天只停止一次，每次最多停止15分钟，用于维护目的。
蝗虫死亡的速率相当有趣。对于1G对照组，存活率为76％。3G组的这一比率略有上升：81％的蝗虫存活了下来。
但然后，存活率急剧下降：只有51％的5G组蝗虫在两周内存活下来，而8G蝗虫的存活率只有可怜的7％。
昆虫外骨骼厚度和腿部强度的变化似乎与这一趋势相当吻合。
在3G时，昆虫的腿要比1G时明显更加强壮。但在5G和8G时，外骨骼的厚度减小。此外，8G的蝗虫体重下降。听起来对它们来说并不是一个很好的时期。但这些结果首次显示了昆虫如何适应并改变其身体以承受更大的机械负载。
这对于生物材料的开发有着重要意义，同时也有助于我们理解生命自身的演变，以及所有其辉煌形式。
研究人员写道：“我们的研究确实显示，暴露于高重力的蝗虫似乎能够在其个体发育过程中沉积具有不同机械性能的角质物质。 这表明，生物材料适应机械负载的能力，先前只有内骨骼和高等植物知道，显然也存在于昆虫甚至可能是所有节肢动物中。因此，这种能力可能是几乎所有骨骼形式的基本概念，并且考虑到内外骨骼和植物的多样进化路径，这可能是所有负载支撑的骨骼生物材料的广泛分布的一个收敛进化特征。”
该研究已发表在《英国皇家学会学报 B：生物科学》上。