Пауки «нюхают» ногами, выяснили учёные

Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что самцы пауков используют обонятельные волоски — стенкопорные сенсиллы на ногах — в качестве «носа» для обнаружения половых феромонов самок.

Это открытие завершает десятилетние поиски этих неуловимых структур, которые теперь идентифицированы и картированы. Хотя пауки (эволюционирующие около 400 млн лет) известны вибрационной чувствительностью и, как прыгающие пауки, отличным зрением, об их обонянии известно мало. Было неясно, какой орган является основным для обоняния (у пауков нет усиков, как у насекомых) и как они обнаруживают запахи без стенкопорных сенсилл, характерных для насекомых.

Обнаружение сенсилл

Исследование с помощью сканирующей электронной микроскопии высокого разрешения выявило тысячи стенкопорных сенсилл на всех ходильных ногах самцов паука-оса (Argiope bruennichi). Эти структуры отличаются от таковых у насекомых и других членистоногих.

Сенсиллы расположены в верхней части ног (ближе к телу), которая редко контактирует с поверхностью при ходьбе, ловле добычи или спаривании. Это контрастирует с распределением «предполагаемых вкусовых сенсилл» (вершиннопорных) в нижней части ног. Интересно, что стенкопорные сенсиллы найдены только у взрослых самцов, а не у неполовозрелых особей или самок, что указывает на их роль в поиске и распознавании партнёра.

Нейронная активность

A. bruennichi — один из немногих видов пауков, чей половой феромон химически идентифицирован. Эксперименты с регистрацией активности нейронов показали, что даже крошечное количество феромона (всего 20 нанограмм) достаточно, чтобы вызвать чёткий ответ в виде всплеска активности нейронных клеток стенкопорной сенсиллы. Ответ усиливался с увеличением дозы и наблюдался независимо от того, какая пара ног тестировалась.

Обонятельные сенсиллы пауков оказались невероятно чувствительными, сравнимыми с самыми чувствительными системами коммуникации половыми феромонами у насекомых. Тысячи сенсилл на всех ногах позволяют самцам обнаруживать даже слабейшие следы феромона в воздухе.

Распространение среди видов

Исследование 19 дополнительных видов из 16 семейств показало, что стенкопорные сенсиллы распространены у большинства видов и также специфичны для самцов. Однако они отсутствуют у базальных групп, таких как азиатские пауки-землекопы. Полученная картина предполагает, что стенкопорные сенсиллы эволюционировали независимо несколько раз в пределах пауков и были утрачены в некоторых линиях.

Исследование открывает путь для изучения многих вопросов: как самки пауков чувствуют запахи без стенкопорных сенсилл, какие ещё химические вещества могут обнаруживать пауки, а также молекулярные и нейронные основы их обоняния и его эволюции.