Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Снежные мухи выработали собственные белки-антифризы и научились согревать тело для жизни на морозе
Биологи из США и Швеции расшифровали геном бескрылой мухи-долгоножки Chionea alexandriana, которая остается активной при отрицательных температурах. Выяснилось, что насекомое защищается от холода с помощью эндогенного обогрева, выработки белков-антифризов и сниженной чувствительности нервной системы к окислительному стрессу. Эти адаптации позволяют мухе передвигаться по снегу вплоть до минус семи градусов Цельсия.
Пойкилотермные (холоднокровные) насекомые зависят от температуры окружающей среды. Чтобы пережить зиму, они обычно применяют пассивные стратегии: зарываются в почву и впадают в спячку либо накапливают криопротекторы и замерзают, останавливая биохимические процессы в теле.
Снежные мухи нарушают это правило. Зимой они выходят на поверхность снега и быстро бегают при температурах ниже нуля. Биологи не понимали, какие молекулярные механизмы позволяют столь мелким животным сохранять подвижность и защищать внутренние жидкости от кристаллизации льда.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Current Biology, секвенировали полный геном мухи Chionea alexandriana и сравнили его с ДНК других насекомых, включая холодоустойчивого антарктического комара Belgica antarctica и обыкновенную дрозофилу. Затем проверили способность мух к выработке собственного тепла. Биологи приклеили насекомых к пластине Пельтье, вставили им в грудку микротермопары и резко охладили поверхность до минус восьми градусов Цельсия. Для контроля использовали мертвых мух и сверчков аналогичного размера.
Параллельно исследователи протестировали работу генов снежной мухи на модельных организмах. Они встроили один из найденных генов, кодирующий белок-антифриз (CaAFP-1), в ДНК дрозофил и заморозили их личинки на три минуты при минус 10 градусах. В другом эксперименте вырастили культуру клеток с рецептором TRPA1, который отвечает у насекомых за восприятие химических раздражителей и боли. С помощью метода локальной фиксации потенциала (патч-кламп) биологи измерили, как рецептор реагирует на перекись водорода — главный побочный продукт клеточного стресса на холоде.
Геномный анализ показал, что у снежной мухи разрослись семейства генов, отвечающие за расщепление жиров в митохондриях и пероксисомах. Эксперимент с термопарами подтвердил эту находку физиологически. В ответ на резкое охлаждение живые мухи кратковременно поднимали внутреннюю температуру тела примерно на один градус и удерживали ее несколько минут. Сверчки на такое оказались не способны и просто остывали вместе с пластиной.
Исследователи предположили, что мухи греются за счет «холостой» работы митохондрий, сжигающих жировые запасы. Даже минимальный нагрев дает насекомому время, чтобы не заледенеть изнутри и успеть спрятаться под снег при резком ухудшении погоды.
От кристаллов льда муху защищают четыре типа собственных белков-антифризов. Пересадка всего одного гена CaAFP-1 повысила выживаемость личинок дрозофил при отрицательной температуре с 12,3% до 55,9%.
Кроме того, муха адаптировалась к опасным побочным эффектам холода. Интенсивная работа митохондрий производит много свободных радикалов (перекиси водорода). У обычных насекомых эти молекулы активируют рецептор TRPA1 и вызывают боль. Измерения токов на клеточных мембранах показали, что болевой рецептор у снежной мухи в 35 раз менее чувствителен к перекиси, чем у дрозофилы.
Выживание в экстремальном холоде требует скоординированной перестройки всего организма на молекулярном уровне. Снежные мухи доказывают, что микроскопические насекомые не всегда полагаются на пассивную зимовку. Они активно противостоят морозу, комбинируя метаболический обогрев, химическую защиту ото льда и глубокую перенастройку сенсорных систем.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия НИУ ВШЭ провели первый систематический анализ научных работ, посвященных особенностям восприятия эмоций по движениям при аутизме. Анализ показал, что различия между аутичными и неаутичными людьми во многом зависят от того, как именно устроен эксперимент и какие задачи предлагаются участникам.
В облачных лесах Коста-Рики маргаи, ленивцы, обезьяны и опоссумы используют крону одного вида дерева для своих естественных нужд. Это необычное поведение исследователи заметили случайно во время установки фотоловушки. Открытие может изменить прежние представления о поведении ленивцев и значительно расширит знания о коммуникации животных.
Полевой маршал погиб во время франко-голландской войны, но до сих пор конкретное место захоронения не было известно. Найденный скелет формально согласуется с причиной смерти шевалье д'Артаньяна (вопреки беллетристике, это был один из его титулов, а не имя). Анализ ДНК должен окончательно подтвердить гипотезу уже в ближайшее время.
В разрыве протопланетного диска звезды WISPIT 2 ученые разглядели зарождающуюся планету. Это уже второй гигант в этом формирующемся «семействе», что делает его крайне похожим на молодую Солнечную систему.
Арахнологи описали новый вид пауков, который копирует облик мертвой особи, пораженной паразитическим грибом, чтобы хищники меньше обращали на него внимание. В природе такой гриб заражает хозяина и воздействует на его нервную систему, после чего заставляет подниматься на возвышенность, откуда легче распространять споры. Открытие расширит представления ученых о мимикрии у животных.
Ученые Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия НИУ ВШЭ провели первый систематический анализ научных работ, посвященных особенностям восприятия эмоций по движениям при аутизме. Анализ показал, что различия между аутичными и неаутичными людьми во многом зависят от того, как именно устроен эксперимент и какие задачи предлагаются участникам.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии