Свет заставляет дрозофил дольше спать днём
Активность плодовых мушек достигает пика утром и поздним днём. Насекомые удлиняют свой полуденный сон в долгие летние дни. Исследователи из Вюрцбургского университета выяснили, что запускает это поведение. Ключевую роль в этом контексте играют миниатюрные глазки, также обнаруженные в Вюрцбурге в конце 1980-х годов.
В 1989 году вюрцбургские биологи Алоис Хофбауэр и Эрих Бухнер сообщили в журнале Naturwissenschaften об удивительной находке — новой паре глазков у дрозофилы, неизвестной до того времени. Даже тогда плодовая мушка считалась важным модельным организмом для зоологов и генетиков, но все учёные не замечали дополнительные глаза из-за их микроскопического размера — каждый глазок состоит всего из четырёх фоторецепторных клеток.
Тем не менее, глазки Хофбауэра-Бухнера, по-видимому, играют важную роль в жизни дрозофилы. К такому выводу пришло исследование учёных из Вюрцбургского университета с коллегами из Мичиганского и Бристольского университетов.
Жёстко встроено в мозг мухи
Учёные годами изучали циркадные ритмы дрозофилы. В текущем исследовании команда впервые показала, что глазки Хофбауэра-Бухнера связаны с сетью часовых нейронов в мозге мух: нервные волокна идут напрямую от глазков к двум группам часовых нейронов. Одна из них отвечает за утреннюю активность, а другая влияет на вечернюю.
«На рассвете свет падает на глазки, — объясняет профессор Шарлотта Хельфрих-Фёрстер из Биоцентра Вюрцбургского университета. — Этот световой сигнал запускает выработку двух нейромедиаторов: гистамина и ацетилхолина. Мы предполагаем, что ацетилхолин активирует нейроны, отвечающие за утреннюю активность. В то же время гистамин, по-видимому, косвенно подавляет циркадные часы для вечернего пика активности, тем самым удлиняя фазу бездействия». Таким образом, глазки Хофбауэра-Бухнера являются частью сложной сети, управляющей ритмом сна/активности дрозофилы.
Часы млекопитающих похожи на часы мух
Результаты также интересны тем, что циркадные часы животных мало изменились в ходе эволюции. «Например, у мышей в мозге есть нейронная часовая сеть, имеющая много общего с сетью плодовой мушки, — говорит Хельфрих-Фёрстер. — Поэтому дрозофила позволяет нам получить глубокое представление о циркадных часах млекопитающих и, вероятно, человека».