Некоторые жуки «пьют» анусом, и ученые начинают понимать, как это делается.
Красные мучные жуки, основные сельскохозяйственные вредители, открывают свой анус, чтобы водяной пар из воздуха поступал в нижнюю часть кишечника и конденсировался там на любых фекалиях. Насекомые вытягивают воду из фекалий с помощью специальных клеток, выстилающих нижнюю часть их пищеварительной системы, сообщают исследователи в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Этот «удивительный механизм» однажды можно будет использовать для создания пестицидов, специфичных для жуков, которые смогут защитить урожай, а также защитить пчел и других насекомых, говорит Кеннет Халберг, сравнительный эндокринолог и физиолог из Копенгагенского университета.
По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций, насекомые-вредители ежегодно попадают в 20 процентов мировых запасов продовольствия, уничтожая продукты и нанося ущерб фермерам. Особенно опасны жуки. Эти насекомые могут процветать в засушливой среде, в том числе в запасах пшеницы и других сухих культур. Один из способов выживания жуков, адаптированных к засухе, – это рециркуляция воды из их экскрементов с помощью ректального комплекса, органа, расположенного ближе к концу их пищеварительной системы.
Халберг и его коллеги обнаружили, что у красных мучных жуков (Tribolium castaneum) ген Nha1 более активен в клетках, поражающих слизистую оболочку ректального комплекса, чем в других частях тела. Ранее ученые предполагали, что пузырчатые клетки ректального комплекса участвуют в высасывании воды
Но «парадокс заключался в том, что они не похожи на переносящие клетки», — говорит Майкл О’Доннелл, физиолог насекомых из Университета Макмастера в Гамильтоне, Канада.
Новое исследование может решить этот парадокс. Команда Халберга обнаружила, что Nha1 производит белок, который перекачивает заряженные частицы калия через клеточные мембраны. Исследователи подозревают, что это может привести к накоплению ионов снаружи ректального комплекса.
Благодаря осмосу вода будет двигаться в сторону областей с высокой концентрацией ионов. Таким образом, этот резервуар калия мог позволить жукам перемещать воду через стенку ректального комплекса в остальную часть тела.
Эксперименты подтвердили, что насекомые открывали свои анусы при высокой влажности, чтобы водяной пар мог поступать в ректальный комплекс. Более того, жуки с деактивированным Nha1 не так хорошо выживали в сухих условиях, как обычные жуки.
