Как водяные блохи обнаруживают хищников

Водяные блохи рода Daphnia обнаруживают по химическим веществам, охотятся ли поблизости их хищники — личинки Chaoborus. В таком случае они формируют защитные структуры, которые делают их более трудными для поедания. Сигнальные молекулы, обеспечивающие обнаружение, идентифицировали биологи и химики из Рурского университета в Бохуме, Дуйсбург-Эссенского университета и Бирмингемского университета. Это коктейль веществ, образующихся в процессе пищеварения личинок Chaoborus. Результаты исследования представлены в журнале Nature Chemical Biology от 14 ноября 2018 года.

Защита от хищников: шипы и зубцы

Дафнии способны отращивать "шейные зубы" — шипы в области шеи, или выросты на экзоскелете, которые затрудняют их поедание личинками Chaoborus. Однако они формируют эту защиту только при наличии хищника поблизости.

Химические сигналы пищеварительных процессов

Исследователи выяснили, что личинки Chaoborus выделяют в воду как минимум пять различных веществ, которые могут обнаружить дафнии. Эти вещества играют ключевую роль в пищеварении личинок, так как высвобождаются, когда хищник отрыгивает неперевариваемые компоненты.

Это объясняет, почему хищники не могут прекратить выделение химических сигналов: преимущество от использования этих веществ в пищеварении для личинок перевешивает недостаток в виде обнаружения их добычей.

Искусственный синтез и проверка эффекта

Учёные также синтезировали эти вещества в лаборатории, чтобы проверить их эффект. Добавление искусственных веществ к культивируемым дафниям вызывало формирование такой же защиты, как и присутствие реальных личинок Chaoborus.

В дальнейших исследованиях планируется идентифицировать рецепторы, с помощью которых дафнии обнаруживают сигнальные молекулы, и расшифровать точный путь передачи сигнала.