3D打印的甲虫模型可以模拟真实物体吗

在选择伴侣时，人往往会被个性和共同利益等特征所吸引。相比之下，昆虫往往会有些浅，因为它们根据外观和气味来选择配偶。一个例子是叶甲虫，其在其表皮或甲虫的外表面上产生化学信息素。他们使用这些“气味”评估甲虫的性别和交配状态(甲虫是否性成熟)。

艺术与科学学院生物学教授卡里·塞格雷夫斯(Kari Segraves)对研究有助于这些甲虫选择配偶的化学和视觉信号感兴趣。这项工作是一个大型项目的一部分，该项目专注于了解新物种的形成方式。根据定义，物种是具有共同特征并且能够杂交的相关生物。交配研究对于确定可能导致新形成物种之间繁殖障碍的机制至关重要。

过去，她和她的同事在这些研究中使用了多种模型，包括死去的雌性甚至圆形的玻璃珠。为了找到研究这些昆虫的新方法，Segraves最近与科学院动物研究所的薛怀军和葛思勤合作，设计，生产和测试了3D打印的甲虫模型，以了解是否存在这种昆虫。当测试这些昆虫和其他昆虫的配偶选择时，它们将是一个可行的选择。他们认为这项新颖的研究是3D打印的甲虫首次用于配对测试。

根据Segraves的说法，他们在一次交配实验中收到了一些不寻常的结果后，进行了这项研究，该实验的重点是叶甲虫使用的化学信号。在那项研究中，他们使用了死甲虫作为交配模型，并在两性之间交换了化学信号，以使雄性模型闻起来像雌性，而雌性模型闻起来像雄性。

与他们的预期相反，他们发现男性没有比男性更喜欢女性的化学信号。这表明该试验本身可能是有缺陷的，因为他们表明在另一个使用化学未改变的死甲虫模型的实验中，甲虫总是偏爱雌性。他们担心清洗完死模型后会释放出更多的化学物质，这正在改变结果。

“我们认为尝试使用3D打印的模型而不是死掉的雌性是一个好主意，因为3D打印中使用的塑料没有会被甲虫作为交配信号而混淆的化学物质，” Segraves说。她和科学院的研究员共同进行了这项工作的计划和设计，并在的薛怀军实验室生产了3D甲虫并对其进行了测试。

“在研究中，我们了解到3D模型比不像玻璃珠这样的甲虫形状的模型更有效，并且更有效。” Segraves指出。另一个有趣的结果表明，雄性在配偶选择中使用颜色，因为在黑色3D模型与白色3D模型上测试的雄性全部选择了黑色模型。

最后，研究人员确定，如果有选择，甲虫会比3D对应物更喜欢真实的东西。当为雄性雌性提供重新应用的化学信号时，雄性会优先选择雌性雌性，而不是涂有雌性气味的黑色3D模型。但是Segraves说，这是可以预料的，因为可能还有其他类型的信号无法通过3D打印复制，例如触觉信号。

他们的结果表明，在没有死甲虫的情况下，3D打印的模型可以为昆虫的交配研究提供一种可行且具有成本效益的方法。Segraves认为，今后，研究甲虫和其他类似昆虫的研究人员应使用多种模型。虽然死去的雌性最真实，但3D打印模型允许科学家更严格地控​​制给定实验中存在的化学物质。

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