Учёные давно заметили, что в природе более мелкие существа часто прикрепляются к более крупным, чтобы сэкономить время и силы для путешествий. Новое исследование раскрыло уникальный метод, которым пользуются C. elegans: черви используют электрические поля, чтобы прыгать через лабораторную посуду (чашки Петри) или на насекомых. В частности, они преодолевают расстояния по воздуху и прикрепляются к шмелям, которые для нематод представляют собой транспорт.
Известно, что опылители, насекомые и колибри, электрически заряжены. Считается, что пыльца притягивается к ним электрическим полем, которое возникает между ними и растением. Однако было не совсем ясно, используют ли различные наземные животные электрические поле для взаимодействия между собой
— Такума Суги, профессор биофизики Университета Хиросимы и соавтор исследования.
Японская группа учёных начала исследование, когда заметила, что выращенные ими лабораторные черви часто оказывались на крышках чашек Петри, далеко от питательной среды из агара, на которую их изначально помещали. Подключив камеру для наблюдений, учёные обнаружили, что черви не просто взбирались по стенкам посуды, а прыгали со дна чашки посуды на крышку.
Подозревая, что C. elegans путешествуют с помощью электрических полей, их поместили на стеклянный электрод. И увидели, что черви перепрыгивали на другой электрод только после подачи заряда. Нематоды прыгали со средней скоростью 0,86 метра в секунду, что сопоставимо со скоростью ходьбы человека. Однако скорость возрастала с увеличением напряжённости электрического поля.
Чтобы имитировать естественный электрический заряд, исследователи посыпали шмеля цветочной пыльцой. Оказавшись рядом с насекомыми, черви поднимались на хвосты и запрыгивали на «борт». Некоторые нематоды даже взбираются друг на друга, прыгая одной колонной, и так преодолевают определённое расстояние группами до 80 особей одновременно.
Черви встают на хвост, чтобы уменьшить силу поверхностного натяжения между их телом и питательным субстратом в чашке, и тем самым облегчают себе прикрепление к другим движущимся мимо объектам. В колонне один червь поднимает нескольких других, и затем взлетает, чтобы переместиться через электрическое поле и вознести с собой шеренгу родни.
По словам профессора Суги, ранее было известно, что C. elegans прикрепляются к жукам и улиткам для «проезда». Однако такой «транспорт» плохо наэлектризован, поэтому при в подобных случаях нужен прямой контакт с «пассажиром». Ранее знали также, что черви прыгают на летающих насекомых. Но было неясно, как эти микроскопические создания могли преодолевать столь значительные расстояния.
Суги предполагает, что исследование его коллектива проливает свет на тайну. Крылатые насекомые естественным образом накапливают заряд во время полёта, создавая тем самым электрическое поле, которое помогает C. elegans перемещаться. Точный механизм, с помощью которого C. elegans решают эту задачу, всё ещё неясен, но генетика может сыграть свою роль.
Поэтому исследователи наблюдали подобное прыгающее поведение у видов червей, родственных C. elegans. Интересно, отметили они, что мутанты, неспособные ощущать электрические поля, прыгали реже, чем их обычные собратья.
Профессор Суги подчёркнул необходимость дальнейших исследований, чтобы определить конкретные гены, участвующие в прыжках, и выяснить, способны ли другие малые формы жизни также использовать электричество для повышения прыгучести.
Исследование опубликовали в журнале Current Biology («Современная биология»).
