Жуткий трюк помогает снежным мухам пережить мороз: самоампутация

Снежные мухи — особый вид бескрылых слепней, которые обитают в горных районах Северной Америки и Канады. Они выходят на поверхность снега и льда в холодное время года и могут передвигаться при температурах до -10°C. Как им удается выживать в таких экстремальных условиях? Ответ на этот вопрос дали ученые из Университета Вашингтона в Сиэтле, которые провели серию экспериментов с этими необычными насекомыми.

Самоампутация как способ адаптации

Исследователи собрали несколько сотен снежных мух из четырех разных, но близких по родству видов в разных местах Северной Америки и Канады: в штате Вашингтон, Колорадо и Вермонте в США, а также в Британской Колумбии и Юконе в Канаде. Затем они помещали отдельных мух на холодные пластины в лаборатории и наблюдали за их поведением с помощью тепловизионной камеры по мере понижения температуры.

Оказалось, что мухи могут ходить даже при температуре своего тела -7°C, а камера позволяла зафиксировать точный момент, когда у мух начинали замерзать ноги, вызывая реакцию самоампутации. Это происходило в 31% случаев, когда замерзание начиналось в ноге. Некоторые мухи отбрасывали до пяти ног, прежде чем погибнуть от холода.



Самоотрывание конечностей — своеобразная «крайняя мера», которая помогает снежным мухам предотвратить распространение льда по их телам и защитить внутренние органы от гибели.


— Джон Татилл, один из авторов исследования.

Результаты исследования были опубликованы на сайте bioRxiv.org.

Не только холод, но и хищники

Самоотрывание конечностей известно у других видов слепней, но по другим причинам. Они обычно делают это, когда хищник схватил одну из их ног. По словам Татилла, внутри ног мух есть мышцы, которые, по-видимому, позволяют им отщипывать или отделять конечность по своему желанию.

Некоторые гекконы, раки и кальмары также могут самоотрывать свои конечности или хвосты, чтобы избежать хищников. Африканская колючая мышь даже может сбросить огромное количество своей кожи в трудной ситуации. Однако самоотрывание ног в ответ на угрозу замерзания было описано как «уникальное» явление исследователями.

Секреты снежных мух

Снежные мухи — удивительные насекомые, которые показывают высокую степень адаптации к холодным условиям. Они не только могут отбрасывать замерзающие конечности, но и обладают специальными антифризными белками в своей крови (гемолимфе), которые предотвращают образование льда внутри тела.

Кроме того, снежные мухи имеют особую структуру своих нервных клеток (нейронов), которая позволяет им сохранять подвижность при низких температурах. Ученые обнаружили, что нейроны снежных мух имеют больше каналов для калия на своей поверхности, чем у других насекомых. Это делает их более чувствительными к электрическим сигналам и способствует передаче информации между клетками.

Взрослые особи выходят из куколок в конце лета или осени и остаются под поверхностью земли до зимы. Они не питаются и ждут наступления холодов, когда появляется снег и лед. Тогда они выходят на поверхность и начинают активную жизнь.

Зачем им это нужно? Ученые предполагают, что это связано с размножением. Возможно, что они ищут партнеров для спаривания или места для откладки яиц. Снежные мухи живут около двух месяцев и не могут размножаться в лаборатории, поэтому изучение их жизненного цикла представляет большой интерес для биологов.