Как насекомые чувствуют тепло?

Ежегодно почти 700 миллионов человек заражаются переносимыми комарами болезнями, такими как малярия, лихорадка денге, вирус Западного Нила или желтая лихорадка.

Способность комаров распространять болезни во многом зависит от их острой чувствительности к температуре окружающей среды, которая помогает им находить людей.

Когда самка комара улавливает углекислый газ, сигнализирующий о потенциальной жертве поблизости, её привлекают тепло и влажность. Эти сигналы помогают комару найти нас и начать исследовать самые тёплые участки кожи, где расположены кровеносные сосуды.

Чтобы понять, как могут работать сенсорные системы комаров, учёные часто изучают эти процессы на плодовых мушках (Drosophila melanogaster), чья физиология схожа, но проще для исследования.

В новой статье в журнале Neuron профессор биологии Пол Гаррити и его лаборатория пересматривают традиционное понимание того, как мухи ощущают и реагируют на температуру. Эта работа может однажды привести к более эффективным методам отпугивания комаров от людей.

Плодовые мушки ощущают температуру с помощью нейронов на кончиках усиков-антенн. Однако долгое время считалось, что эти нейроны действуют как термометры, сообщая, жарко или холодно. Это отражено в их названиях: «Горячие» и «Холодные» клетки.

Поскольку мух привлекают умеренные температуры, предполагалось, что эти клетки сигнализируют мозгу о том, слишком тепло или холодно, позволяя мухам направляться в свою «зону Златовласки» — где температура «в самый раз».

Используя новый метод, разработанный постдоком Гонсало Буделли, Гаррити и его коллеги обнаружили, что «Горячие» и «Холодные» клетки на самом деле не обнаруживают жару или холод. Вместо этого они реагируют на изменения температуры.

По этой причине они предлагают переименовать эти нейроны в «Нагревающие» и «Охлаждающие» клетки. Вместе эти клетки не сообщают животному, жарко или холодно в окружающей среде, а лишь то, что температура растёт или падает. «Они просто дают животному знать, что температура меняется», — сказал Гаррити.

У Drosophila есть шесть Нагревающих и шесть Охлаждающих клеток, по три каждого типа в каждой антенне. Они чрезвычайно чувствительны к колебаниям температуры. Лаборатория Гаррити выяснила, что они могут обнаруживать изменение в несколько сотых градуса в секунду — «невероятно тонкие изменения тепловой энергии». Благодаря этой чувствительности плодовые мушки с максимальной точностью и эффективностью направляются в свою «зону Златовласки».

Эти данные позволяют предположить, что комары могут использовать аналогичную систему для точного и эффективного движения к своим теплокровным целям. Гаррити полагает, что у плодовых мушек могут быть и настоящие «Горячие» и «Холодные» клетки, просто это не те, которые учёные считали таковыми ранее.