地球上每五個動物物種中就有一個是甲蟲，大約有40萬個物種被正式描述，但科學家認為地球上可能有多達150萬個不同類型的這些頑強的小蟲子。由於壽命很短，從幾周到幾年不等，它們已經開發出一些聰明的生存機制。
例如，暗紋甲蟲有能力為它們的腿部節段生產一種潤滑劑，對抗環境對它們外骨骼關節的乾燥，而投彈甲蟲投擲的沸騰高溫炸彈是一種非常有效的武器。
現在，科學家們已經發現了甲蟲是如何利用他們的腸道進行水合的，並從許多來源，甚至是它們周圍的空氣中提取水，從而在不適合其他動物的極端乾燥的環境中生存--這無疑有助於它們在一個不斷變化的星球上5億年的生存。
"我們甲蟲直腸吸收水的分子機制有了新的認識，"首席研究員、哥本哈根大學生物系副教授Kenneth Veland Halberg說。"一隻甲蟲可以在整個生命周期中不喝液體水。這是因為它們有經過改良的直腸和緊密應用的腎臟，它們共同組成了一個多器官系統，高度專業化地從它們吃的食物和周圍的空氣中提取水分。事實上，這種情況發生得非常有效，我們所檢查的糞便樣本完全乾燥，沒有任何水的痕跡"。
哥本哈根大學、愛丁堡大學和格拉斯哥大學的研究人員進行的合作研究考察了紅粉甲蟲（Tribolium castaneum）的內部器官，它在生物學上與其他物種相似。他們發現，基因Nha1在直腸中的表達量是動物身體其他地方的60倍，而且它被定位在一組獨特的細胞中，稱為leptophragmata細胞。事實證明，它們在動物令人難以置信的高效後端水吸收中發揮了關鍵作用。
Halberg說："Leptophragmata細胞是位於甲蟲的腎臟和昆蟲循環系統或血液之間的微小細胞，就像窗戶一樣。由於甲蟲的腎臟環繞著它的後腸，鱗片細胞的功能是將鹽分泵入腎臟，以便它們能夠通過直腸從潮濕的空氣中獲取水分，並從這裡進入它們的身體。我們發現的基因對這一過程至關重要，這對我們來說是新知識。"
甲蟲的內部構成以及它如何從空氣中提取水的模型
當研究小組沉默了Nha1的表達後，甲蟲的排泄性失水急劇增加，在以前適合居住的乾燥條件下生存能力差。
除了更好地了解自然界最令人印象深刻的乾旱環境生存現象之一外，科學家們相信，這將使人們能夠開發出環境安全的方法來控制威脅糧食安全的破壞性甲蟲種群。
紅粉甲蟲、穀物象鼻蟲、科羅拉多馬鈴薯甲蟲等害蟲每年破壞約25%的世界糧食供應，農業上每年需要花費1000億美元購買殺蟲劑。這反過來又傷害了蜜蜂等有益物種，以及更廣泛的環境。
一隻與研究中使用的麵粉甲蟲相似的Depositphotos
由於甲蟲可以從乾燥的穀物中提取液體，只需提供1-2%的水，所以開發一些方法來削弱它們吸收這種和其他來源的水分的遺傳能力可以使這些環境不適合它們居住。
Halberg說："昆蟲對其水分平衡的變化特別敏感。因此，這些知識可以用來開發更有針對性的方法，以打擊破壞我們糧食生產的甲蟲物種，而不殺害其他動物或傷害人類和自然。現在我們確切地了解到，當甲蟲在其直腸中吸收水分時，哪些基因、細胞和分子在發揮作用。這意味著我們突然掌握了如何破壞這些非常有效的過程，例如，開發針對這一功能的殺蟲劑。"
這項研究發表在《美國國家科學院院刊》上。