Антенны микроскопических насекомых максимально оптимизированы

Энтомологи из МГУ имени М.В. Ломоносова изучили антенны — чувствительные органы насекомых, которые часто называют усиками — у микроскопических паразитических наездников. Оказалось, что у этих насекомых, размером с инфузорию, сенсорная система антенн значительно упрощена и максимально оптимизирована. В ходе исследования ученые обнаружили на антеннах самок рода Megaphragma новый тип сенсилл, ранее неизвестный для паразитических наездников. Работа проходила при поддержке Российского научного фонда (РНФ), ее результаты опубликованы в журнале PeerJ.

Один из доминирующих трендов в эволюции паразитических наездников — миниатюризация. Некоторые из них стали по размерам меньше амеб и инфузорий. А представители рода Megaphragma считаются одними из самых маленьких летающих насекомых. В ходе миниатюризации органы и системы органов тоже становятся максимально компактными и упрощенными. Сотрудники кафедры энтомологии биологического факультета МГУ пытаются разгадать, как функционируют столь миниатюрные насекомые. В частности, ученые изучают сенсорные органы микроскопических паразитических наездников рода Megaphragma.

«Несмотря на исключительно маленький размер, сравнимый с размером одноклеточных, они могут находить и видоспецифически узнавать своих хозяев, трипсов, и даже обнаруживать их яйца под эпидермисом листа, — комментирует ведущий автор работы Анна Дьякова из МГУ. — Их антенны — это удивительные миниатюрные "химические лаборатории", ответственные за осязание, обоняние и вкус, не менее чувствительные, чем антенны крупных наездников. Нас интересовало, как изменяется внешняя морфология антенны в условиях экстремальной миниатюризации».

Антенны у насекомых — такой же значимый орган восприятия, как и глаза. На них находятся сенсиллы разных типов, которые воспринимают механические и химические воздействия. Устроены сенсиллы довольно просто: это чувствительный волосок, небольшой вырост или выемка, к которым подходит чувствительное нервное окончание. Сенсилла воспринимает сигнал внешней среды и преобразует его в нервный импульс.

У крупных паразитических наездников на одной антенне может находиться вплоть до 10 000 сенсилл разных типов. Энтомологи из МГУ установили, что число сенсилл у разных видов напрямую зависит от размеров тела: чем меньше насекомое, тем меньше сенсилл на его антеннах. Однако число типов сенсилл, как оказалось, не коррелирует с размером тела: как у крупных, так и у мелких наездников может быть от 3 до 14 типов антеннальных сенсилл в зависимости от вида и пола. У одних из самых маленьких известных науке летающих насекомых — паразитических наездников рода Megaphragma — выявлены до 49 сенсилл 8 разных типов. Причем два типа сенсилл отмечены только для самок.

Одна из свойственных исключительно самкам сенсилл расположена на конце антенны таким образом, что ее верхушка с несколькими порами выступает дальше всех остальных сенсилл. Это вкусовая сенсилла, которую, по всей видимости, самки используются для нахождения яиц трипсов и оценки их пригодности для заражения. Второй тип сенсилл, который был обнаружен только у самок — беспоровые плакоидные сенсиллы — ранее вовсе не были известны для паразитических наездников. Функция их ясна не до конца.

Морфологию сенсилл ученые исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа. На основе снимков энтомологи построили схему антенн и отметили на них расположение сенсилл разных типов. Размер антенн у микроскопических насекомых исчисляется десятыми долями миллиметра, в то время как их размеры у крупных наездников в сотни раз больше. Однако при такой миниатюризации рецепторов и уменьшении их числа, антенны не теряют чувствительности. Ученые объясняют этот факт максимальной оптимизацией сенсорной системы антенн у микроскопических наездников.

«Сейчас мы исследуем внутреннее строение антенны Megaphragma и ее иннервацию, чтобы лучше понять, за счет каких структур происходит разительное уменьшение размеров антенны с сохранением ее высокой чувствительности», — заключила Дьякова.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.