Очень особенный черный жук: нарушая все правила, живет по собственным 48-часовым часам

Фото: iNaturalist

По мере вращения Земли вращаются и наши физиологические часы: дневной свет синхронизирует каскады молекул-хронометристов, тем самым выполняя регулирующие "танцы" по всему нашему телу. Порой они сотрудничают с половыми гормонами, а иногда вальсируют в одиночку, но всегда лидируют, пишет Science Alert.

Новое исследование команды из Калифорнийского университета Дэвиса обнаружило нечто удивительное: в мире существует черный крупный жук (Holotrichiaparalla), играющий по своим правилам. Представители этого вида являются жуками-скарабеями и, как обнаружили ученые, их половые гормоны берут на себя инициативу, создавая собственный внутренний ритм. Самое любопытное, что он повторяется каждые 48 часов, а вовсе не типичные 24.

Команда обнаружила, что для запуска этих внутренних часов жуков требуется в два раза больше времени, чем для запуска привычного циркадного ритма. Отметим, что эти внутренние часы также известны как "циркабидный ритм".

По словам энтомолога из Калифорнийского университета в Дэвисе Джоанны Чиу, которая не принимала участие в исследовании, поведение некоторых животных, в том числе и людей, комаров и жуков, соответствует циркабидному циклу. Однако механизм, генерирующих этот цикл, по-прежнему остается загадкой для науки. Чиу отмечает, что наблюдение за 48часовым циклом в природе чрезвычайно редки, а потому новое исследование столь важно: ученые смогли подробно описать то, как этот цикл генерируется у жуков.

Черный крупный жук — вид широко распространенный в Азии и известный как сельскохозяйственный вредитель. Эти жуки-скарабеи устраивают свидания каждую ночь: для этого самки покидают почвенные укрытия и поднимаются на большую высоту, а далее используют феромоны (метиловый эфир l-изолейцина и l-линалоолом). Самцы воспринимают этот запах как часы.

В ходе исследования команде удалось идентифицировать рецепторы половых феромонов жука, а также отследить их активность с помощью молекулярных продуктов и современных технологий. Ученые обнаружили, что рецепторы жуков реагировали отдельно на каждый из феромонов, однако наиболее сильная реакция наблюдалась, когда они объединялись.

Эта двойная реакция выявила один и тот же двухдневный, 48-часовой, характер химических и электрических сигналов. При этом реакция жуков на летучие вещества растений не имела циклического характера. Это немного сбило с толку ученых. Дело в том, что биологические циклы, как правило, синхронизируются с внешними факторами окружающей среды, например, со светом и температурой. Однако науке не известны естественные 48-часовые циклы.

В результате ученые пришли к выводу, что темнота не нарушает биологический ритм жуков, однако играет некоторую роль — удаление зрительных долей приводит к рассинхронизации жуков. Команда полагает, что существует некий механизм удвоения циклов, однако потребуются дополнительные исследования, чтобы понять какой.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform