地球上每五个动物物种中就有一个是甲虫，大约有40万个物种被正式描述，但科学家认为地球上可能有多达150万个不同类型的这些顽强的小虫子。由于寿命很短，从几周到几年不等，它们已经开发出一些聪明的生存机制。

例如，暗纹甲虫有能力为它们的腿部节段生产一种润滑剂，对抗环境对它们外骨骼关节的干燥，而投弹甲虫投掷的沸腾高温炸弹是一种非常有效的武器。

现在，科学家们已经发现了甲虫是如何利用他们的肠道进行水合的，并从许多来源，甚至是它们周围的空气中提取水，从而在不适合其他动物的极端干燥的环境中生存--这无疑有助于它们在一个不断变化的星球上5亿年的生存。

"我们甲虫直肠吸收水的分子机制有了新的认识，"首席研究员、哥本哈根大学生物系副教授Kenneth Veland Halberg说。"一只甲虫可以在整个生命周期中不喝液体水。这是因为它们有经过改良的直肠和紧密应用的肾脏，它们共同组成了一个多器官系统，高度专业化地从它们吃的食物和周围的空气中提取水分。事实上，这种情况发生得非常有效，我们所检查的粪便样本完全干燥，没有任何水的痕迹"。

哥本哈根大学、爱丁堡大学和格拉斯哥大学的研究人员进行的合作研究考察了红粉甲虫（Tribolium castaneum）的内部器官，它在生物学上与其他物种相似。他们发现，基因Nha1在直肠中的表达量是动物身体其他地方的60倍，而且它被定位在一组独特的细胞中，称为leptophragmata细胞。事实证明，它们在动物令人难以置信的高效后端水吸收中发挥了关键作用。

Halberg说："Leptophragmata细胞是位于甲虫的肾脏和昆虫循环系统或血液之间的微小细胞，就像窗户一样。由于甲虫的肾脏环绕着它的后肠，鳞片细胞的功能是将盐分泵入肾脏，以便它们能够通过直肠从潮湿的空气中获取水分，并从这里进入它们的身体。我们发现的基因对这一过程至关重要，这对我们来说是新知识。"

甲虫的内部构成以及它如何从空气中提取水的模型

当研究小组沉默了Nha1的表达后，甲虫的排泄性失水急剧增加，在以前适合居住的干燥条件下生存能力差。

除了更好地了解自然界最令人印象深刻的干旱环境生存现象之一外，科学家们相信，这将使人们能够开发出环境安全的方法来控制威胁粮食安全的破坏性甲虫种群。

红粉甲虫、谷物象鼻虫、科罗拉多马铃薯甲虫等害虫每年破坏约25%的世界粮食供应，农业上每年需要花费1000亿美元购买杀虫剂。这反过来又伤害了蜜蜂等有益物种，以及更广泛的环境。

一只与研究中使用的面粉甲虫相似的Depositphotos

由于甲虫可以从干燥的谷物中提取液体，只需提供1-2%的水，所以开发一些方法来削弱它们吸收这种和其他来源的水分的遗传能力可以使这些环境不适合它们居住。

Halberg说："昆虫对其水分平衡的变化特别敏感。因此，这些知识可以用来开发更有针对性的方法，以打击破坏我们粮食生产的甲虫物种，而不杀害其他动物或伤害人类和自然。现在我们确切地了解到，当甲虫在其直肠中吸收水分时，哪些基因、细胞和分子在发挥作用。这意味着我们突然掌握了如何破坏这些非常有效的过程，例如，开发针对这一功能的杀虫剂。"

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。