Пенсионный советник

Тараканы чистят усы для беседы

Биологи выяснили, зачем насекомые непрерывно чистят свои усы, даже когда вокруг не грязно

Дмитрий Малянов 05.02.2013, 13:28
Насекомые вынуждены постоянно поддерживать в чистоте свои усы даже в стерильно чистых помещениях iStockPhoto
Насекомые вынуждены постоянно поддерживать в чистоте свои усы даже в стерильно чистых помещениях

Почему насекомые непрерывно чистят свои усы-антенны, даже когда вокруг не грязно, удалось выяснить американским биологам. В этом ученым помог газовый хроматограф, электронный микроскоп и тюбик суперклея.

Все знают, что насекомые никогда не пребывают в состоянии полного покоя, а пытаются улучить любую свободную секунду, чтобы быстро и тщательно почистить свои усики — чувствительные антеннообразные придатки разнообразной формы, соединенные с передними сегментами членистоногих. Различные виды насекомые используют разные способы приведения в порядок усиков, используя разные движения и разные пары ног, но, что заставляет их беспрерывно заниматься антенным грумингом, даже находясь в стерильно чистых лабораторных помещениях, где нет никаких химических загрязнителей и пыли, до сих пор оставалось непонятным.

Группа энтомологов из Университета Северной Каролины, вооруженная газовым хроматографом, электронным микроскопом и тюбиком суперклея, решила наконец-то избавить взрослых от мучительных поисков ответа на задаваемый детьми вопрос, зачем насекомым требуется непрерывно чистить усики, и опубликовала результаты своего исследования в Proceedings of the National Academy of Sciences. Последние могут быть использованы при разработке более совершенных и безопасных для окружающей среды инсектицидов.

В качестве подопытного насекомого авторы выбрали отлично всем знакомого американского таракана Periplaneta americana — космополита, завезенного в Северную Америку из Африки, а затем широко распространившегося и по всем прочим континентам. Как и все членистоногие, тараканы уделяют много внимания состоянию своих усов, регулярно с помощью передней пары ног пригибая их ко рту и методично очищая каждый сегмент чувствительных антенн от основания до кончиков.

Чтобы выяснить, чем именно грязные усы таракана отличаются от чистых, перманентные действия насекомых по приведению антенн в порядок нужно было как-то прекратить хотя бы на непродолжительное время.

Для этого тараканов помещали на некоторое время в тесные контейнеры, где им сложно было развернуться, чтобы заняться привычной гигиеной, либо фиксировали один из усиков капелькой геля с цианоакрилатом, либо заклеивали этим гелем подвижные части ротового аппарата.

Используя газовый хроматограф и электронный микроскоп, энтомологи сначала выяснили, какие именно химические соединения — как летучие, так и нелетучие — скапливаются на нечищенных усах таракана. К некоторому удивлению биологов, большую их часть составили различные кожные липиды — жирные воскообразные вещества, защищающие насекомых от потери влаги, а также от различных паразитов и патогенных микробов.

Как выяснилось, на нечищенных в течение суток усах таракана скапливается в 3—4 раза больше защитных липидов, чем на чищеных.

«Понятно, что насекомые вынуждены постоянно счищать с сенсорных придатков частички пыли и разные химические загрязнители. Сложней объяснить, зачем им требуется постоянно счищать с них собственные секреторные выделения, выполняющие важные функции, в том числе защитные», — комментирует результаты опытов один из авторов статьи Коуби Шел.

Сенсорные щетинки обонятельных пор американского таракана. А — на нечищенных антеннах, B... PNAS
Сенсорные щетинки обонятельных пор американского таракана. А — на нечищенных антеннах, B — на зачищенных, С — на искусственно (химически) зачищенных. D--F: то же, только в случае феромон-чувствительных рецепторов. G--I: те же поры, только с большим увеличением, хорошо видно, что поры рецепторов покрыты липидами до груминга, частично очищены после и полностью открыты после химического очищения ; J--L: другие обонятельные рецепторы — до груминга, после груминга, искусственно очищенные. // PNAS

С помощью электроантеннограммы была измерена чувствительность грязных и чистых тараканьих усов к различным запахам, в том числе к перипланону-Б — открытому еще в 1952 году тараканьему феромону, посредством которого общаются между собой мужские и женские особи. Оказалось, что антенны, которые таракан не чистил сутки, демонстрируют в пять раз меньшую чувствительность к запахам, чем те, на которые таракан регулярно «наводит марафет». Схожую картину энтомологи наблюдали, проведя такие же эксперименты над муравьями, домашними мухами и Blatella germanica, европейским рыжим собратом американского таракана, известным в просторечии как прусак.

Даже в отсутствие внешних загрязнителей антенны насекомых существенно теряют свою чувствительность из-за кожных липидов, которые, скапливаясь на поверхности усов, постепенно забивают микроскопические поры, через которые летучие молекулы проникают к рецепторным клеткам.

Безостановочно счищая излишки секреторных жиров, насекомые поддерживают баланс между протекторной функцией липидов и доступом внешних раздражителей к рецепторам.

Таким образом, методичная чистка усиков необходима насекомым не только для того, чтобы удалять с антенн внешние загрязнители, но и для регуляции сенсорной чувствительности, поскольку кожные липиды помимо защитной выполняют и транспортные функции, улавливая и доставляя пахучие молекулы к рецепторам.

Зная это, можно разработать более безопасные инсектициды, которые проникнут в организм тараканов не через толстый хитиновый покров, а прилипнут к липидной пленке во время антенного груминга, когда насекомое чистит свои усы, счищая с них лишнюю жировую пленку.