Исследователи из Северо-Западного университета (США) обнаружили, как крошечные бескрылые мошки Chionea alexandriana выживают в экстремальных зимних условиях.
В отличие от большинства насекомых, эти существа не впадают в спячку, а остаются активными на заснеженных поверхностях даже при температуре −6 °C, ищут партнеров для спаривания и откладывают яйца.
Ученые впервые секвенировали геном мошки и сравнили его с геномами родственных видов. Результаты удивили: многие обнаруженные гены не имели аналогов в существующих базах данных. Очень редко бывает, чтобы активный ген, кодирующий белок, не имел аналогов.
Дальнейший анализ показал, что уникальные гены кодируют антифризные белки — они прикрепляются к кристаллам льда и препятствует их росту, защищая клетки от повреждений. По структуре эти белки частично схожи с теми, что встречаются у арктических рыб.
Кроме того, мошки способны вырабатывать тепло на клеточном уровне — без дрожи, характерной для пчел и мотыльков. Ученые зафиксировали, что внутренняя температура насекомых остается на пару градусов выше окружающей среды даже при отрицательных показателях. В этом им помогают гены, связанные с процессами выработки тепла — аналогичными тем, что у млекопитающих участвуют в митохондриальном термогенезе.
Еще один ключевой фактор выживания — пониженная чувствительность к холоду.
Оказывается, специфический рецептор раздражителей у мошек в 30 раз менее чувствителен, чем у комаров и плодовых мушек. Поэтому они могут справляться с более высоким уровнем вредных раздражителей, возникающих при воздействии холода
Чтобы подтвердить роль антифризных белков, исследователи модифицировали плодовых мушек — заставили их вырабатывать один из белков снежной мухи. В морозильной камере такие особи выживали гораздо чаще обычных.
Исследование будет опубликовано в апрельском номере журнала Current Biology. Оно не только расширяет понимание адаптации к экстремальным условиям, но и открывает перспективы для разработки новых методов криоконсервации.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ядовитые пауки размером с ладонь быстро распространяются по Америке.
