Цивилизация
Биологи из МГУ имени М.В. Ломоносова изучили, как органы микроскопических насекомых изменяют свои размеры в процессе миниатюризации — уменьшения размеров тела насекомых в ходе эволюции. Исследователи представили свою работу в журнале Scientific reports.
Миниатюризация, или уменьшение размеров тела — это одно из основных направлений эволюции насекомых, в результате которого они становятся размером с одноклеточные организмы. Биологи проанализировали большой объем данных, который они получили за последние десять лет изучения строения крошечных насекомых. Ученые построили 30 полных и 26 частичных трехмерных компьютерных реконструкций для 22 видов насекомых из 11 семейств, принадлежащих к пяти отрядам (щетинохвостки, сеноеды, трипсы, жесткокрылые и перепончатокрылые). Исследовались насекомые разных размеров: объем их тел различался более чем в 150 000 раз. На основании этих моделей биологи проанализировали относительные объемы органов насекомых.
Ученые выяснили, что даже у мельчайших насекомых метаболические системы, ткани внутренней среды и трахейная система уменьшаются пропорционально уменьшению размеров тела. А половая и нервная системы, наоборот, демонстрируют многократное увеличение относительного объема при уменьшении размеров тела.
«Видимо, именно эти системы ограничивают минимальные размеры тела насекомых. При сравнении наших результатов с литературными данными по позвоночным животным удалось показать, что при тех же масштабах изменения размеров тела, большинство органов позвоночных меняются непропорционально. Таким образом, мы показали, что конструкция насекомых лучше переносит масштабирование, особенно уменьшение размеров тела», — пояснил ученый.
В дальнейшем исследователи планируют расширить круг изучаемых объектов за счет привлечения насекомых из разных отрядов: коллембол, клещей и других членистоногих. Принципы и закономерности миниатюризации, которые ученые выявляют на животных, в перспективе могут применяться в биотехнологии и робототехнике.
