Обнаружена невероятно живучая глубоководная личинка комара
Ежедневно крошечные личинки насекомых погружаются в озеро Малави. Там, на глубине более 200 метров, эти прозрачные «стеклянные черви» — мотыли комара-звонца рода Chaoborus — пережидают светлое время суток, пока выше хозяйничают хищные рыбы. Ночью личинки возвращаются на поверхность, чтобы кормиться. Такая миграция требует выдерживать давление, в 20 раз превышающее нормальное, что убило бы большинство людей и долгое время считалось невозможным для насекомых. Теперь ученые поняли, как личинкам комара удается выживать. Дело в особом строении их воздушных мешков. Статья опубликована в журнале Science.
Как личинки уходят на глубину
В отличие от позвоночных, у насекомых нет легких — их тела пронизаны трахейной системой, состоящей из заполненных воздухом трубок. Частью этой системы являются воздушные мешки, которые у большинства видов служат для дыхания. Однако личинки Chaoborus с их помощью контролируют глубину погружения.
Фил Мэтьюз, физиолог из Университета Британской Колумбии (Канада), еще в 2022 году выяснил, что стенки мешков состоят из полосок кутикулы и эластичного белка резилина, окруженных защитным слоем ткани. Химические изменения в теле личинки заставляют мешки растягиваться или сжиматься, позволяя насекомому уходить на глубину, или всплывать на поверхность.
Внутренние органы рекордной прочности
Чтобы узнать пределы прочности воздушных мешков у «стеклянных червей», ученые отправились к озеру Малави, где местный вид, Chaoborus edulis, превращается из личинок во взрослых особей. Воздушные мешки личинок рассеивают звуковые волны, поэтому исследователи использовали гидролокатор. Они обнаружили, что днем «стеклянные черви» погружаются в среднем на 213 метров, а иногда и на 258 метров.
Затем команда исследователей сравнила устойчивость мешков у разных видов. В лабораторных барокамерах личинки из Малави выдержали давление, сопоставимое с погружением на 500-метровую глубину, в то время как их сородичи из более мелких озер погибали при гораздо меньших отметках.
«Мы все повышали и повышали давление, думая, что сейчас они лопнут, — рассказывает Мэтьюз. — Но проходило полчаса, а мы продолжали его наращивать».
Чудо эволюции
Выяснилось, что у личинок из Малави воздушные мешки уже и менее изогнуты, что снижает нагрузку от давления. Кроме того, по мере погружения они становятся значительно более жесткими. Ученые предполагают, что при подъеме к поверхности личинки задействуют особые химические вещества для изменения объема мешков, а затем фиксируют их в жестком состоянии, чтобы медленно погружаться на дно.
Ранее биологи полагали, что трахейная система насекомых не позволяет им жить на глубине. Теперь очевидно, что эта точка зрения ошибочна. «Стеклянные черви» продемонстрировали удивительную способность приспосабливать воздушные мешки для жизни на глубине. Подобная адаптация не встречается больше ни у одного другого насекомого.