Цепкость клещей ограничили смачиваемостью

Клещ (Acari) поражает хозяйский организм так. Забравшись на растение высотой до полуметра, самка паразита расставляет лапки и цепляется за проходящее мимо животное. Затем на скорости 2–4,5 миллиметра в секунду она перемещается к участкам тела с высокой температурой и тонкой кожей, после чего вводит в нее хоботок. При этом вне хозяина клещи проводят свыше 90 процентов своей жизни (0,5–3 года). Такая стратегия охоты и широкий диапазон теплокровных жертв предполагают высокую способность этих животных к сцеплению с разными типами поверхностей, в том числе покрытых водно-масляной эмульсией (гидролипидной мантией эпидермиса). Однако основа подобной цепкости изучена недостаточно.

Известно, что четыре пары лапок взрослых клещей оснащены изогнутыми коническими коготками, между которыми расположена сферическая пульвилла (подушечка) из трех долей, удерживаемых мембраной. При отрыве лапки от земли коготки сводятся, а пульвилла складывается, вновь разворачиваясь в момент возобновления контакта. Предполагается, что подобная морфология помогает сцеплению с гладкими поверхностями. Чтобы проверить это, немецкие ученые провели серию экспериментов с собачьим клещом (Ixodes ricinus) — переносчиком энцефалита и болезни Лайма. На первом этапе конечности паразитов обследовали с помощью оптической, криэлектронной и просвечивающей микроскопии.

Наблюдения показали, что при перемещении клещ использует пару передних лапок для разведки, а тремя парами задних удерживается, причем последние обеспечивают хорошую адгезию даже на стеклянной горизонтальной поверхности, инвертированной на 180 градусов. Пульвилла I. ricinus состоит из иерархической сети волокон пяти видов, и в сложенном положении ее доли ориентированы перпендикулярно, на 45 градусов и в поперечной плоскости к основанию соответственно. Любопытно, что помимо мембраны и пульвиллы белок резилин был обнаружен также в коготках животных. Это вещество широко распространено среди членистоногих, повышает эластичность стенок их тела, но до сих пор его не выявляли в коготках.

Наконец, авторы оценили тяговое усилие и способность клещей к сцеплению. Паразитов помещали на фрагмент женской кожи, стекло, силикон или эпоксидную смолу разной шероховатости, после чего подложку приводили в движение. Также к животным приклеивали волос, смазанный воском и прикрепленный к динамометру. Тесты подтвердили гипотезу: особи лучше удерживались на коже, гладкой поверхности (особенно гидрофильном стекле) и хуже — на шероховатой. Сцепление более массивных самок в 2,7–3,5 раза превышало показатель самцов. При оценке тягового усилия коэффициент безопасности (отношение силы трения к массе тела) составил 93 и 534 для силикона и стекла. Встряска резко снижала сцепление.

По словам авторов, прояснение морфологии и тактик клещей может помочь в разработке материалов, затрудняющих их локомоцию. В частности, минимизировать сцепление способна одежда с включениями из силикона.

Подробности исследования представлены в The Journal of Experimental Biology.

Ранее ученые выяснили, что инцест может повышать репродуктивную функцию самок корневого клеща.