Мухи избегают растительного яда благодаря новому механизму вкусового восприятия
Растения часто защищаются от травоядных животных, производя токсичные вещества. В свою очередь, животные научились обнаруживать эти вредные химикаты, чтобы избегать опасной пищи. Исследование, опубликованное в журнале PLoS Biology, изучило реакцию насекомого на распространённое растительное оружие — токсин L-канаванин.
Учёные из Института функциональной геномики Монпелье обнаружили, что плодовая мушка Drosophila melanogaster способна распознавать L-канаванин, и идентифицировали клеточный рецептор, который обеспечивает это распознавание. Неожиданно оказалось, что рецептор, идентифицирующий L-канаванин, не относится к семейству вкусовых рецепторов, ответственных за все известные вкусовые ощущения у насекомых. Вместо этого это модифицированный глутаматный рецептор под названием DmXR.
Когда мух заставляли потреблять L-канаванин, они теряли способность к размножению — всё их потомство погибало на личиночной стадии. Это демонстрирует эволюционное преимущество наличия механизма для обнаружения и избегания токсина.
Работа под руководством Ива Грау показала, что механизм основан на рецепторе DmXR:
- Учёные продемонстрировали, что человеческие клетки, модифицированные для экспрессии DmXR, реагируют на L-канаванин, тогда как немодифицированные клетки не реагируют.
- Мухи естественным образом избегали сахарного раствора, содержащего L-канаванин, выбирая чистый раствор.
- Генетически модифицированные мухи с отключённым рецептором DmXR не проявляли такого предпочтения, что вновь указывает на ключевую роль этого рецептора.
- Нанесение L-канаванина на лапки мух (где расположены вкусовые рецепторы) вызывало рефлекторное втягивание ротовых органов, предотвращая потребление яда.
Понимание сенсорных систем насекомых имеет не только научный интерес. Поскольку многие насекомые являются вредителями и переносчиками болезней, идентификация специфичных для них химических веществ и задействованных путей восприятия может в будущем предоставить альтернативы использованию инсектицидов.