04.04.2020

Энтомологи СПбГУ нашли новые виды «носов» у древних родственников бабочек

Впервые исследователями из Санкт-Петербургского государственного университета было посчитано количество микроскопических обонятельных органов — сенсилл — на антеннах ручейников и найден у них ранее неизвестный вид этих органов.

Ученым также удалось найти у этих крылатых насекомых, когда-то имевших общего предка с бабочками, ранее неизвестный вид сенсилл — псевдоплакоидный. Возможно, именно он подсказывает ручейникам, где находится ближайший водоем. Результаты исследования опубликованы в последнем номере журнала «Энтомологическое обозрение», посвященном 100-летию кафедры энтомологии СПбГУ.

Хорошо знакомых рыбакам насекомых — ручейников — сегодня можно встретить практически в любой точке планеты: от острова Врангеля в Северном Ледовитом океане до окраин пустыни Сахары в Африке. Напоминают они небольших и неярко окрашенных ночных бабочек, что неудивительно, ведь когда-то они имели с бабочками общего предка. Петербургским ученым эти насекомые интересны потому, что они используют сложную систему общения, состоящую сразу из трех типов сигналов: запахов, звуков и поз.

«Это более сложный язык, чем мы можем себе представить, — рассказал один из авторов исследования, заведующий кафедрой энтомологии СПбГУ кандидат биологических наук Владимир Иванов. — Они используют не просто сигналы, а целые химические высказывания, и поэтому попытки ученых привлечь их простыми химическими составами не удаются».

Для того чтобы детально разобраться, как ручейники ведут коммуникацию, энтомологи СПбГУ впервые в мире посчитали количество сенсилл на антеннах четырех видов из семейства Ecnomidae. Такую кропотливую работу им удалось провести с помощью современного оборудования ресурсного центра «Развитие молекулярных и клеточных технологий» Научного парка СПбГУ.

Оказалось, что у ручейников, в отличие от других насекомых, больше сенсилл не на конце антенны (чтобы чувствовать химические сигналы как можно дальше в пространстве), а наоборот, у ее основания. Владимир Иванов отмечает, что за этим стоит какая-то научная тайна, которую ученым только предстоит разгадать.

«К тому же мы открыли новый вид сенсилл у ручейников — псевдоплакоидный, он чем-то напоминает гриб, — рассказал энтомолог. — Вообще поверхность антенны ручейника похожа на лес: высокие трихоидные сенсиллы выглядят как стволы деревьев без ветвей, под ними растет "мох" — это микротрихии, тонкие выросты кутикулы.

А во "мху", как грибы, сидят найденные нами псевдоплакоидные сенсиллы: они выглядывают из лунки, у них есть ножка и шляпка. Возможно, они дают учейникам какую-то информацию об окружающей среде, например, где находится вода, но это нам только предстоит выяснить».

Следующий шаг ученых — вместе с коллегами-физиологами из Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова разобраться, как же работают эти микроскопические «носы», а также понять, для чего они нужны ручейникам. Такие исследования, объясняет Владимир Иванов, могут помочь больше узнать о связи органов обоняния с различными структурами мозга насекомых, а также пригодятся, например, в сельском хозяйстве (для отпугивания вредителей) или в экологии (для биологического мониторинга).

«Ручейники — хорошие биоиндикаторы состояния окружающей среды, особенно воды, где живут их личинки, — отметил Владимир Иванов. — Фауна ручейников очень чувствительная, поэтому по некоторым видам можно определить, например, что здесь были выбросы токсичных веществ.

В таких случаях пробы воды часто не показывают загрязнений, потому что выброс мог быть однократным, а вот отсутствие некоторых видов ручейников покажет, что этого оказалось достаточно для массовой гибели насекомых. Такой биоидентификационный метод прекрасно дополняет химические методы анализа».

В этом году кафедра энтомологии СПбГУ, старейшая в стране и одна из первых кафедр такого профиля в мире, отмечает столетний юбилей. В 1919 году ее основал Михаил Николаевич Римский-Корсаков, сын известного русского композитора, который с детства увлекался насекомыми.

Сегодня кафедра успешно развивает научные исследования не только в области классической энтомологии, но и в таких современных направлениях, как эволюция биологического разнообразия, механизмы видообразования, эволюционная экология, социобиология, иммунология и биофармакология. В состав кафедры входят две лаборатории: лаборатория эволюционной и физиологической экологии насекомых, а также лаборатория биофармакологии и иммунологии насекомых.

В последнем выпуске научного журнала «Энтомологическое обозрение», посвященном 100-летнему юбилею, можно больше узнать об истории кафедры, а также познакомиться с результатами последних исследований петербургских энтомологов: например, как мухи-каллифориды используются в современной медицине, а также как ученые исследуют криптические виды насекомых — виды-двойники, практически не отличающиеся внешне, но разные по генетическим признакам.

Источники:

1. naked-science.ru