Шведские ученые впервые расшифровали геном снежной мухи (Chionea), выяснив, как этому насекомому удается выживать в холодной среде и демонстрировать поведение, обратное тому, которое показывают обычно эти существа. Низкие температуры делают насекомых вялыми, для выживания они замедляют все внутренние процессы и зачастую впадают в спячку в укромных местах. Однако снежные мухи ведут себя, напротив, очень активно, даже когда температура падает ниже нуля.
Теперь секрет живучести этих бескрылых насекомых раскрыт. Сильный холод может быть смертельным для насекомых, поскольку жидкость в их клетках замерзает, образуя кристаллы льда, разрушающие клеточные структуры. Поэтому они избегают холода, впадают в спячку, а некоторые виды вырабатывают сахара и специальные белки, понижающие температуру замерзания внутренних жидкостей.
В рамках исследования ученые проанализировали геном и РНК снежных мух, сравнив их с данными других хорошо изученных насекомых. Авторы работы обнаружили у мух белки, препятствующие замерзанию. Но не такие, как у сородичей, а более близкие к белкам, которые используют арктические рыбы, также спасающиеся с их помощью от переохлаждения.
Более того, команда также идентифицировала некоторые гены, которые обычно встречаются у млекопитающих, таких как белые медведи, чей бурый жир вырабатывает тепло посредством митохондриальных процессов. Можно сказать, что с точки зрения генетики снежные мухи — это непонятная смесь насекомых, рыб и млекопитающих. Данные так удивили исследователей, что они перепроверили дополнительно результаты своей работы.
Ученые разработали несколько экспериментов, чтобы понять, как работают белки-антифризы, и действительно ли снежная муха может сама вырабатывать тепло. Например, генами, ответственными за выработку специфических белков, наделили обычных мух-дрозофил, а потом поместили их в морозилку. Насекомые увеличили сопротивляемость к холоду.
Снежных мух также помещали в холодную среду с жестким контролем температуры. Ученые заметили, что испытуемые самостоятельно нагревались на пару градусов. Это кажется небольшой величиной, однако при резком похолодании такая способность может спасти жизнь насекомому, пока он ищет укрытие. При этом исследователи не заметили признаков нагрева тела движениями, как это могут делать шмели или мотыльки. Да и у снежных мух недостаточно массы для этого. Поэтому непосредственно способ внутреннего разогрева остается загадкой.
Ранее мы рассказывали, что ученые раскрыли новые факты о танцах медоносных пчел.
