Личинки дрозофил чувствуют свет через сеть фоторецепторов по всему телу

Новое исследование в США показало, что личинки плодовых мушек имеют серию фоторецепторов, покрывающих тело, которые могут обнаруживать свет, даже когда их примитивные «глаза» закрыты или удалены.

Способность чувствовать свет важна для личинок дрозофил, потому что они зарываются в гниющие фрукты, закрывая при этом свои рудиментарные глаза (известные как органы Болвига) на голове. Если всё тело погребено во фрукте, меньше шансов стать жертвой хищника, поэтому наличие способности обнаруживать свет предупреждает их о том, что тело открыто и, следовательно, уязвимо. Молодые личинки также могут погибнуть, если слишком долго находятся на ярком свету.

Исследователи во главе с Яном Сяном из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, Нью-Йоркского университета и кампуса Janelia Farm Research в Вирджинии сравнили реакции на свет у интактных диких плодовых мушек (Drosophila melanogaster) и у тех, у кого органы Болвига не функционировали.

Результаты показали, что обе группы личинок отползали от света при интенсивности 0.57 мВт мм^-2 или выше, но при более низкой интенсивности света те, у кого отсутствовали органы Болвига, были менее чувствительны к свету. (Типичный яркий солнечный день представляет собой интенсивность света около 1 мВт мм^-2.) Обе группы личинок были высокочувствительны к коротким длинам волн (синему, фиолетовому и ультрафиолетовому) и менее чувствительны к длинным волнам (красному и зелёному).

Учёные определили механизм, с помощью которого личинки обнаруживают свет: это сеть нейронов типа class IV dendritic arborization neurons, покрывающая тело личинки. Они пометили нейроны флуоресцентной молекулой, которая светится зелёным в присутствии кальция, высвобождаемого при активации нейронов. Это сделало сеть видимой при освещении личинок. Было обнаружено, что нейроны оставались чувствительны к свету даже будучи извлечёнными из личинок, и никакие другие факторы, такие как прикосновение, температура или концентрация активных форм кислорода, не были задействованы.

Отчёт, опубликованный в журнале Nature, делает вывод, что при тусклом свете основными датчиками света являются органы Болвига, но при ярком свете основным механизмом светочувствительности становится массив нейронов. Авторы заявили, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы раскрыть молекулярный механизм, позволяющий нейронам реагировать на свет, и выяснить, используют ли другие животные аналогичную сеть фоторецепторов.