Холод убивает насекомых не переохлаждением
Гибель насекомых при переохлаждении у многих видов наступает еще до физического замерзания тканей. Но как конкретно это происходит — до сих пор не было ясно. Международная группа биологов пришла к выводу, что причина в резком нарушении ионного баланса в организме насекомых, начинающемся под действием даже умеренно низких температур.
Дрозофилы (Drosophila) — плодовые мушки, на которых ученые изучали влияние холода на насекомых / © Tommes Frites
У большинства насекомых, чувствительных к холоду, выживание зимой зависит от способности организма поддерживать работу внутренних органов еще до того, как жидкости в нем замерзнут. Однако ученые долгое время не могли точно понять, какой именно физиологический сбой приводит к их гибели при охлаждении.
Ученые из Орхусского университета (Дания) провели серию масштабных экспериментов с мухами-дрозофилами (Drosophila). В трех различных условиях измерили выживаемость и концентрацию ионов калия в гемолимфе — аналоге крови у беспозвоночных. Исследователи сравнили реакцию организмов при разной интенсивности холодового стресса, изучили 25 различных видов мух с разным географическим происхождением и эволюционной историей, а также оценили состояние насекомых одного вида, выращенных при температуре от 12 до 27 градусов Цельсия.
Эксперименты показали, что во всех случаях гибель насекомых сопровождалась развитием одного и того же процесса — прогрессирующей гиперкалиемии (опасное повышение уровня калия в организме). Как только концентрация калия превышала критический порог, то есть возрастала в 2,5 раза по сравнению с нормой, клетки мышц и нервной системы теряли электрический потенциал, переставали работать, после чего насекомое погибало.
Оказалось, критический уровень калия, при котором наступает смерть, практически одинаков у самых разных видов. Разница в холодоустойчивости между теплолюбивыми и устойчивыми к морозу насекомыми объясняется лишь тем, при какой именно температуре начинается разрушение ионного баланса. У адаптированных видов этот критический порог температуры смещен гораздо ниже.
Сопоставление полученных данных с ранее опубликованными исследованиями подтвердило, что аналогичный сбой ионной регуляции происходит и у представителей других отрядов насекомых. Открытие фундаментального механизма гибели от холода поможет ученым точнее прогнозировать изменение ареалов обитания вредителей и опылителей в условиях глобальных климатических изменений.
Дрозофилы (Drosophila) — плодовые мушки, на которых ученые изучали влияние холода на насекомых / © Tommes Frites
У большинства насекомых, чувствительных к холоду, выживание зимой зависит от способности организма поддерживать работу внутренних органов еще до того, как жидкости в нем замерзнут. Однако ученые долгое время не могли точно понять, какой именно физиологический сбой приводит к их гибели при охлаждении.
Ученые из Орхусского университета (Дания) провели серию масштабных экспериментов с мухами-дрозофилами (Drosophila). В трех различных условиях измерили выживаемость и концентрацию ионов калия в гемолимфе — аналоге крови у беспозвоночных. Исследователи сравнили реакцию организмов при разной интенсивности холодового стресса, изучили 25 различных видов мух с разным географическим происхождением и эволюционной историей, а также оценили состояние насекомых одного вида, выращенных при температуре от 12 до 27 градусов Цельсия.
Эксперименты показали, что во всех случаях гибель насекомых сопровождалась развитием одного и того же процесса — прогрессирующей гиперкалиемии (опасное повышение уровня калия в организме). Как только концентрация калия превышала критический порог, то есть возрастала в 2,5 раза по сравнению с нормой, клетки мышц и нервной системы теряли электрический потенциал, переставали работать, после чего насекомое погибало.
Оказалось, критический уровень калия, при котором наступает смерть, практически одинаков у самых разных видов. Разница в холодоустойчивости между теплолюбивыми и устойчивыми к морозу насекомыми объясняется лишь тем, при какой именно температуре начинается разрушение ионного баланса. У адаптированных видов этот критический порог температуры смещен гораздо ниже.
Сопоставление полученных данных с ранее опубликованными исследованиями подтвердило, что аналогичный сбой ионной регуляции происходит и у представителей других отрядов насекомых. Открытие фундаментального механизма гибели от холода поможет ученым точнее прогнозировать изменение ареалов обитания вредителей и опылителей в условиях глобальных климатических изменений.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.
