Новости биологии

На кончиках крыльев

И снова поговорим о бабочках. Во-первых, они красивые. Во-вторых, не так просты, как кажутся.

Эти насекомые крайне восприимчивы к запахам. За их улавливание у бабочек отвечают усики-антенны, покрытые волосками-сенсиллами. У некоторых видов насчитывается несколько тысяч сенсилл, а у рекордсменов, например у Antheraea polyrhemus, их вообще 60 тысяч. Эти волоски связаны со специальными нейронами, отправляющими определенные сигналы в нервную систему — этот механизм крайне важен для размножения. Самцы бражников, к примеру, улавливают феромоны самок за десятки километров и летят на этот запах.

Вроде всё понятно. Усики улавливают запах, бабочка летит на него, это нужно для питания или размножения. Точка. Тема закрыта. Но нет, энтомологи из Института химической экологии Общества Макса Планка (Германия) выяснили, что у бабочек есть дополнительные обонятельные рецепторы в совершенно неожиданных местах [1]. То есть обонятельная система бабочек намного сложнее, чем считалось ранее. Очень неожиданный вывод, правда?

Энтомологи изучали табачного бражника (Manduca sexta), который давно служит науке в качестве эталонного объекта нейробиологических исследований. На краях его крыльев были обнаружены особые щетинки. Обычно сенсиллы на крае крыла отвечают у бабочек за регистрацию движения, а у этих щетинок на кончиках были обнаружены микроскопические поры, улавливающие запахи. Более того, исследование показало, что такие же сенсиллы есть у бражника и на всей площади крыла [2].

Самое же интересное: нейроны, связанные с сенсиллами, и нейроны, отвечающие за поры на крыльях, не взаимодействуют друг с другом — это две отдельные системы, отличающиеся генетически. И улавливают они разные ароматы. В отличие от чувствительных элементов на усиках бабочек, настроенных на широкий спектр ароматических веществ, рецепторы на крыльях реагируют исключительно на амины, присутствующие в соке паслёновых. А именно на листьях этих растений бражники откладывают свои яйца.

Так что крылья бабочки — не только двигательный, но и обонятельный орган. Работы по изучению рецепторов насекомых продолжаются. В следующий раз расскажем про пчел.

1. Noses on the wing: the olfactory capacity of hawkmoth wings. journals.biologists.com/jeb/article/229/14/jeb252047/372157/Noses-on-the-wing-the-olfactory-capacity-of

2. Moths Can Smell With Their Wings, Researchers Say. sci.news/biology/moth-wing-olfactory-capacity-14959.html

Крабы-скрипачи — измельчители микропластика

Крошечные крабы-скрипачи — самые скромные и трудолюбивые чистильщики планеты. Размер такого краба — всего 2–3 см, при этом он просеивает 250 кг песка в год. А если учесть, что в одной колонии могут проживать до 8 млн крабов, то становится понятно, что их роль в экосистемах огромна.

‌

Крабы не только чистят дно, но и поглощают микропластик — это подтвердили лабораторные опыты. Однако ученые пошли дальше и решили выяснить, что будет происходить с частицами пластика в организмах крабов вида Minuca vocator в естественной среде. Исследователи из Университета Антиокии в Турбо и Медельине (Колумбия), Университета Эксетера (Великобритания) и Корпорации «Центр превосходства в морских науках» (CEMarin, Колумбия — Германия) создали пять опытных площадок по 1 м² в черте города среди мангровых лесов. Ученые распылили раствор с флуоресцентно мечеными частицами полиэтилена двух характерных размеров — около 25 и 80 мкм. Выяснилось, что крабы-скрипачи не только поглотили пластик, но и еще больше измельчили его. При этом у самок концентрация остатков оказалась выше, чем у самцов.

Вывод: крабы вносят вклад в измельчение микропластика в природе наряду с чисто физическими факторами.

3. Beyond Abiotic Decay: Fiddler Crabs Accelerate Plastic Fragmentation in Pollution Hotspots. onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.70651

Свидетели древней катастрофы

Ученые выделяют пять главных периодов массовых вымираний в истории Земли. В каждый из них погибало более 70% видов живых существ, освобождая экологические ниши новым группам организмов. Вымирание касалось не только животных, но и растений. Помимо Большой пятерки, было как минимум двадцать вымираний меньших масштабов.

Отыскивать следы исчезнувших видов растений непросто, но иногда палеонтологам улыбается фортуна. Так, в Кузбассе, под Новокузнецком, экспедиция геолого-географического факультета ТГУ собрала более 40 кг образцов пород раннеюрского периода [4]. Они близки по времени к Тоарскому аноксическому событию — одному из древних экологических кризисов, связанному с массовым извержением вулканов, произошедшему около 183 млн лет назад. Ученые хорошо знают, как оно повлияло на морские экосистемы, а про континентальные сведений было мало.

В ходе исследований было обнаружено множество отпечатков доисторических растений и животных. Особенно ученых заинтересовал оттиск растения чекановския (Czekanowskia). Это вымерший представитель голосеменных, дальний родственник современных елей и сосен, а также «живого ископаемого» гинкго. Имя свое он получил в честь российско-польского геолога, исследователя Сибири Александра Чекановского (1833–1876). Чекановския занимала нишу примерно как у ивы — росла в поймах рек, у нее было несколько стволов и узкие, похожие на иголки листья, до 16 в пучке. Интересны ее органы размножения: двустворчатые семенные «коробочки», похожие на раковины моллюска, крепившиеся к вытянутой оси побега. Растения были широко распространены в Северном полушарии, и их отпечатки часто обнаруживают в угольных отложениях. Однако в бассейне Кузбасса чекановския обнаружена впервые.

Сравнение находок из Кузнецкого бассейна с другими — Иркутским и Канско-Ачинским, где тоже работали палеонтологи ТГУ, — поможет лучше понять влияние Тоарского события на наземную флору и фауну того периода.

4. Ученые ТГУ обнаружили в Кузбассе остатки флоры и фауны юрского периода. news.tsu.ru/news/uchyenye-tgu-obnaruzhili-v-kuzbasse-ostatki-flory-i-fauny-yurskogo-perioda

Зачем нужна спинномозговая жидкость?

Как это зачем? Это же давно известно: спинномозговая жидкость (ликвор) обеспечивает вывод токсинов, питание и передачу некоторых гормонов и нейротрансмиттеров. В 2014 году ученые предположили: ликвор выводит токсины в шейные лимфоузлы и далее утилизируется через лимфосистему. Однако недавно выяснилось, что это не совсем верно.

Команда исследователей из США и Южной Кореи составила карту вывода отходов жизнедеятельности мозга, обнаружила канал, неизвестный ранее, и изучила механизм, по которому он работает. Выяснилось, что ликвор выходит из мозга через поры, расположенные над обонятельными луковицами, потом проходит через сосуды лимфы, расположенные в основании черепа, наконец, в сосуды в области носа и выводится в те самые шейные лимфоузлы. Через обонятельные центры проходит в 19 раз больше жидкости, чем через другие выходы.

Что дают эти исследования? Дело в том, что с возрастом все каналы дренажа спинномозговой жидкости дегенерируют и токсины в мозговой оболочке накапливаются — особенно амилоид-бета и тау-белок, которые провоцируют развитие болезни Альцгеймера.

Можно ли остановить этот процесс? Исследователи утверждают, что это вполне реально. Они провели опыты на мышах, в ходе которых закапывали им в нос капли с обезвреженным вирусом, содержащим ген белка VEGF-C — стимулятора роста лимфатических сосудов. При этом не просто прекращался процесс старения дренажной системы, но и восстанавливалась ее жизнеспособность.

Следующий этап работы предполагает исследования на людях. Ученые надеются, что и он пройдет удачно.

5. CSF clearance through arachnoid fenestrations to olfactory meningeal lymphatics. cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00755-5

Скрытая хромосома — счастливый билет?

Отряд воробьинообразных — самый многочисленный в птичьем мире, он включает в себя около 5 400 видов. Их представители давно живут рядом с человеком и вроде бы изучены вдоль и поперек. Известно всё — от ареала обитания до количества маховых перьев у каждого семейства. Но новое открытие показало, что не всё мы знаем об этих птицах, и они вполне еще способны нас удивить.

У всех изученных видов воробьинообразных есть дополнительная хромосома, называемая GRC (germline-restricted chromosome — хромосома, ограниченная клетками зародышевой линии). После оплодотворения GRC со временем исчезает из всех клеток эмбриона, кроме тех, которые в дальнейшем дадут начало яйцеклеткам и сперматозоидам. То есть в жизни взрослой птицы она практически отсутствует. Тогда зачем природе понадобилась такая необычная хромосома?

Российские исследователи Любовь Малиновская, Ксения Тишакова и Павел Бородин из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН исследовали GRC у пяти видов вьюрковых — снегиря, зеленушки, щегла, чечётки, чижа и щура. Работа показала, что даже у близких видов эта хромосома сильно различается и быстро эволюционирует.

И хотя ученые пока не изучали влияние мутаций GRC на жизнь отдельной особи, изменения «скрытой хромосомы» могут играть важную роль в эволюции генома воробьинообразных, способствовать появлению новых популяций, повышению генетического разнообразия и жизнеспособности вида.

6. Сравнительный цитогенетический анализ хромосомы, ограниченной клетками зародышевой линии, у вьюрковых птиц (Passeriformes, Aves). vavilov.elpub.ru/jour/article/view/5113

Наталья Торопова