Механизм выхода насекомых из холодового оцепенения раскрыт

Биологи из Университета Западного Онтарио обнаружили, что насекомые выходят из состояния холодового оцепенения (chill-coma), восстанавливая баланс воды и солей в организме. Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), не только определяют механизмы, управляющие активностью насекомых при низких температурах, но и помогут лучше понять вопросы управления сельским хозяйством, биоразнообразия и изменения климата.

Холодовое оцепенение — парализованное состояние, в которое насекомые впадают при охлаждении. Исследовательская группа под руководством аспиранта Хита Макмиллана изучала восстановление после chill-coma у сверчков Gryllus pennsylvanicus и выяснила, что оно зависит от устранения нарушений водно-солевого баланса, возникающих при охлаждении.

«При охлаждении насекомые теряют способность поддерживать правильный водный баланс. Вода и натрий перемещаются из гемолимфы (крови насекомых) в их кишечник», — поясняет Макмиллан. Это приводит к концентрации калия в оставшейся гемолимфе, что нарушает работу мышц.

Чтобы восстановить мышечную функцию, сверчки нормализуют концентрацию калия в гемолимфе — процесс, который может занять несколько минут. Однако даже после восстановления подвижности физиология насекомого ещё не приходит в норму.

«Сверчкам всё ещё необходимо восстановить баланс натрия и воды», — объясняет Макмиллан. Измерения показали, что этот процесс «перезагрузки» повышает метаболическую скорость сверчка на целых 50% на несколько часов.

«Эта работа важна, потому что позволяет определить механизмы, управляющие активностью насекомых при низких температурах», — добавляет профессор Брент Синклер. Это поможет лучше понять биологию вредных и полезных насекомых во время похолоданий, прогнозировать их реакцию на меняющиеся условия и улучшить управление сельским хозяйством и биоразнообразием в условиях меняющегося климата.