Антенны микроскопических ос-наездников, самых малых насекомых Земли, оказались "совершенными химическими лабораториями", несмотря на то, что их можно уместить в инфузорию или другой одноклеточный организм. К такому выводу пришли ученые из МГУ, опубликовавшие статью в журнале PeerJ.

Оса-наездник по сравнению с инфузорией (в центре) и амебой (справа)"Несмотря на исключительно маленький размер, эти наездники могут находить и точно узнавать своих хозяев и даже обнаруживать их яйца в толще листа при помощи их антенн. Нас интересовало, как меняется внешняя морфология этих органов при экстремальной миниатюризации", — рассказывает Анна Дьякова из МГУ имени М.В. Ломоносова.

Осы-наездники – один из самых причудливых и интересных инфраотрядов насекомых, включающий в себя почти сто тысяч видов очень небольших существ, откладывающих свои яйца внутрь тела других беспозвоночных существ или эксплуатирующих их каким-то другим образом.

Ученых давно интересует то, как эти паразитические существа научились распознавать своих жертв и "управлять" их поведением, и почему их эволюция идет в сторону все большего уменьшения их размеров. Некоторые из них, к примеру, осы из рода Megaphragma, достигают размеров всего в две сотни микрометров и живут всего пять дней.

Подобная миниатюризация, как отмечает Дьякова, не могла пройти без существенных жертв для насекомого. По своим размерам оно сопоставимо с крупными инфузориями, амебами и другими одноклеточными животными, и поэтому все их органы содержат в себе крайне ограниченное число клеток или же они вообще отсутствуют, как сердце или хромосомы в их нейронах.

Российских биологов, как передают пресс-службы МГУ и Российского научного фонда, интересовало то, как работает главный орган осязания и обоняния этих наездников – их миниатюрные антенны.

Как предполагали ученые, уменьшение их размеров и числа составляющих должно было привести к заметному ухудшению в чувствительности усиков наездников, а также радикальному уменьшению "репертуара" запахов, которые они могут распознавать.

Изучив структуру антенн трех видов наездников из рода Megaphragma при помощи электронного микроскопа, ученые обнаружили, что их органы не просто уменьшились в размерах, но и заметно поменяли свою структуру, что позволило им избежать резкой потери в чувствительности.

Их усики, по словам ученых, оказались необыкновенным образом оптимизированы. Все "ненужные" функции, характерные для антенн других насекомых, были удалены, а доля клеток, распознающих запахи и касания, наоборот, была увеличена.

Их структура тоже была изменена особым образом, что позволило им не потерять в чувствительности по сравнению с их крупными аналогами в организме прочих беспозвоночных. При этом, что интересно их усики содержат в себе всего 39 или 43 подобных волосков, тогда как у более крупных наездников их число может достигать нескольких десятков тысяч.

Как именно они работают и можно ли их сделать еще более простыми, ученые пока не знают. Они планируют получить ответ на этот вопрос в самое ближайшее время, изучая то, как усики ос Megaphragma вырабатывают сигналы при контакте с яйцами заражаемых их насекомых и различными химическими веществами.

Усы — или, точнее, вибриссы — нужны млекопитающим для осязания. Крысы, кроты, кошки, собаки с помощью вибриссов узнают, к примеру, направление воздушного потока, распознают препятствие на пути, оценивают размер какого-нибудь объекта... Разумеется, у разных зверей значение такого рода тактильной информации разное: кто-то больше зависит от усов, кто меньше. Те, для кого вибриссы важны (скажем, слабые глазами грызуны), постоянно двигают ими, исследуя окружающее пространство.

Вибриссы нужны ластоногим не меньше, чем наземным зверям. (Фото Magnus Elander.)Большую роль вибриссы играют и в жизни тюленей. Известно, например, что тюлени могут определить размер рыбы на ощупь — по волнению, которое рыба оставляет за собой, двигаясь сквозь толщу воды. Однако, как говорят зоологи из Манчестерского городского университета (Великобритания), ластоногие не способны двигать усами так же часто, как это делают грызуны: вода намного плотнее воздуха, и тюленям пришлось бы тратить много энергии, чтобы постоянно шевелить вибриссами. Чтобы понять, как тюленям удаётся определить размер предмета, исследователи поставили следующий эксперимент. Они закрывали животным глаза и уши, оставляя свободными только вибриссы. В таком виде тюлени должны были определить размер диска и ткнуть носом в один из них, чтобы получить пищу. Один диск был побольше, другой — поменьше, и животным следовало определить размер, чтобы ткнуть правильно.

В статье, опубликованной в Journal of Comparative Physiology A, авторы пишут, что тюлени старались дотронуться до диска определённым участком морды, где вибриссы очень мелкие и растут чрезвычайно часто. То есть животные действительно не двигают ими: они лишь сравнивают, сколько вибриссов коснулось поверхности, много или мало. Из-за того что вибриссы растут очень часто, размер предмета можно определить довольно точно.

Видимость под водой плохая, и вибриссы, несомненно, помогают тюленям ориентироваться. Но чтобы определить размер добычи, вовсе не обязательно тыкаться в неё носом. Как уже было сказано, тюлени могут оценить габариты рыбы по волнам, которые от неё расходятся: нужно лишь, чтобы эти волны коснулись «измерительной» части морды.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА