Как комары находят нас?
Комары выбирают людей в качестве источника питания для своей следующей трапезы. Но как они нас находят? Среди различных методов, которые комары используют для поиска новых хозяев, выделяется их способность обнаруживать углекислый газ. Когда мы дышим, мы выделяем CO₂ в воздух, который комары могут улавливать. Но как именно это происходит?
Учёные раскрывают детали
Учёные давно знали о способности комаров обнаруживать наш выдох углекислого газа, но сложные физиологические структуры, лежащие в основе этой способности, оставались неясными. Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) в Школе биологических наук и Школе медицины впервые представили детальные визуализации этих механизмов.
Использование 3D-моделирования для изучения нейронов
В Национальном центре микроскопии и исследований в области изображений Университета Калифорнии в Сан-Диего исследователи использовали серийную блочную электронную микроскопию — метод, который позволяет многократно нарезать ткани и получать подробные последовательные изображения с помощью электронного пучка для создания трёхмерных наномасштабных моделей нейронов комаров, обнаруживающих углекислый газ.
Исследование, проведённое под руководством студентов бакалавриата UC San Diego Шади Чарары и Джонатана Чоя в лаборатории профессора нейробиологии Чи-Инг Су, опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«В прошлом люди предполагали о механизмах работы комаров, но их было трудно оценить, — сказал Су. — Теперь у нас есть реалистичная трёхмерная морфологическая модель, которая предоставляет количественные измерения площади сенсорной поверхности. Такого уровня детализации мы ещё не видели».
Сенсорные волоски и нейроны
Комары обнаруживают углекислый газ через сенсорные волоски, известные как сенсиллы. Эти волоски содержат нейроны обонятельных рецепторов (ORN), включая нейроны, специализированные для обнаружения CO₂. Исследователи сосредоточились на особенностях комаров вида Aedes aegypti, которые известны тем, что распространяют жёлтую лихорадку, лихорадку денге, чикунгунью и вирус Зика.
Новые результаты дают ключ к пониманию механизмов восприятия комаров, которые эволюционировали для поиска источников крови. Это особенность, которая способствует их статусу самых смертоносных животных в мире.
Новые визуализации раскрывают специализированные структуры
Новые трёхмерные визуализации показывают несколько замечательных специализированных структур. В волосках новые изображения выявили анатомические адаптации вдоль сенсорных дендритов — ветвей, которые выходят из нейронов.
В нейронах с шаровидным выступом или «cpA» исследователи обнаружили увеличенные области поверхности, чувствительные к CO₂, и уникальную архитектуру аксонов, обогащённую митохондриями — энергетическими компонентами внутри клеток, что указывает на область с высоким энергопотреблением. Такие особенности, вероятно, обеспечивают повышенную чувствительность к углекислому газу.
«Эти характеристики указывают на то, что ORN эволюционировали, приобретя специфические метаболические и структурные адаптации для поддержки их важной роли в поиске хозяина», — пишут исследователи в своей статье.
Сравнение с аналогичными структурами у плодовых мух
Исследователи также сравнили свои новые визуализации с аналогичными структурами у плодовых мух. Они обнаружили, что аналогичная область у плодовых мух гораздо менее выражена, что подчёркивает ключевые различия между насекомыми.
«У плодовых мух также есть область, чувствительная к углекислому газу, но она намного меньше», — сказал Су.
«Обнаружение химических сигналов важно для всех животных, но у плодовых мух это служит сигналом тревоги — они избегают углекислого газа. Для комаров углекислый газ является сигналом возбуждения, который помогает им нас находить. Это триггер для всего их поведения, связанного с поиском хозяина».
Исследователи надеются, что новые открытия предоставят ценную информацию для дальнейшего понимания уникальных анатомических структур комаров и их функций в поиске новых источников крови.
Предоставлено Университетом Калифорнии в Сан-Диего.
Другие новости по теме
- Неожиданное сокращение численности морских вирусов в западном Средиземноморье связано с изменением климата
- Первый в мире клеточный атлас всего тела комара опубликован
- Подтверждён Nanotyrannus: ископаемые «сражающихся динозавров» переписывают историю T. rex
- Этот крошечный тираннозавр на самом деле новый вид
- Ископаемые лишайники из эпохи девона демонстрируют, как союз грибов и водорослей проложил путь для наземной жизни
- Молодые африканские акации идут ва-банк, чтобы расти и использовать воду в условиях засухи
- Дополнительное количество железа помогает пшенице, испытывающей стресс, расти большой и крепкой
- Белок помогает сделать некоторые культуры более устойчивыми к смертельной болезни озеленения цитрусовых — и это безопасно.
- Геномный анализ экспрессии генов у сорго способствует улучшению биомассы стеблей
- Исследователи выделили местные бактерии, добившись высокой эффективности иммобилизации Cd–Pb на загрязнённых территориях
Другие новости на сайте
- Исследование в области психологии предполагает, что шимпанзе могут быть рациональными мыслителями
- Представляем Aardvark: исследователь безопасности от OpenAI.
- Неожиданное сокращение численности морских вирусов в западном Средиземноморье связано с изменением климата
- Игнорирование таяния в Восточной Антарктиде может исказить прогнозы уровня моря
- Неинвазивный квантовый спиновый сенсор может обнаруживать сигналы от цифровых таблеток без контакта с кожей
- Пластиковая упаковка может быть более серьёзным злом, чем пищевые отходы.
- Первый в мире клеточный атлас всего тела комара опубликован
- Математическое доказательство опровергает идею о том, что Вселенная — это компьютерная симуляция
- Подтверждён Nanotyrannus: ископаемые «сражающихся динозавров» переписывают историю T. rex
- Этот крошечный тираннозавр на самом деле новый вид