Vorai visada gyveno kartu su žmonėmis, todėl stebėtina, kiek daug apie juos dar nežinome. Viena ilgalaikė paslaptis buvo susijusi su tuo, kaip vorai aptinka kvapus. Dabar mūsų naujausias tyrimas pagaliau atskleidė paslaptį.
Tyrime, paskelbtame m Nacionalinės mokslų akademijos darbaiparodėme, kad vorų patinai ant kojų naudoja uoslės plaukus, vadinamus sienelių porų sensilla, kaip „nosį“, kad aptiktų vorų patelių išskiriamus lytinius feromonus.
Mūsų atradimas užbaigia dešimtmetį trukusias šių sunkiai suvokiamų sensilų paieškas, kurios dabar buvo identifikuotos ir suplanuotos. Tai taip pat atveria galimybes atlikti nuodugnius vorų uoslės mechanizmo tyrimus.
Nors vorai, kurie vystėsi apie 400 milijonų metų, garsėja savo vibracijos pojūčiu, o kai kurie, pavyzdžiui, šokinėjantys vorai, puikiu regėjimu, stebėtinai mažai žinoma apie jų uoslę.
Buvo daug įrodymų, kad vorai gali aptikti tokius kvapus kaip lytiniai feromonai, tačiau liko neatsakyti du dideli klausimai.
Pirma, kadangi vorai neturi antenų kaip vabzdžiai, koks yra jų pagrindinis uoslės organas? Antra, ankstesni tyrimai parodė, kad vorams trūksta porų sienelių – specializuotų struktūrų, kuriomis vabzdžiai pasikliauja kvapu. Be šių, kaip vorai apskritai aptinka kvapus?
Mūsų tyrimas išsprendė šiuos ilgalaikius klausimus. Ant vaikštančių vapsvų vorų patinų kojų aptikome anksčiau nepastebėtą sienelių porų sensilą (Argiope Bruennichi) ir parodė, kad jie gali juos naudoti, kad aptiktų labai jautrius ore esančius lytinius feromonus.
Mes parodėme, kad sienelės porų sensilla nėra būdinga tik vapsvų vorams, bet yra paplitusi visame gyvybės medyje.
Po mikroskopu
Ištyrėme vyrą ir moterį A. Bruennichi vorai didelės raiškos skenuojančia elektronine mikroskopija. Ant visų vaikštančių vorų patinų kojų aptikome tūkstančius porų sienelių ir atskleidėme specifines šių sensilų savybes. Tiesą sakant, jie skiriasi nuo vabzdžių ir kitų nariuotakojų.
Sienos-poros sensilla yra viršutinėje patino kojų dalyje (arti kūno), kurios beveik nesiliečia su paviršiumi, kai vorai vaikšto, gaudo grobį ar poruojasi.
Tai papildo „tariamo skonio pojūčio” (porų galiukų sensilla) pasiskirstymą apatinėje kojų dalyje, kuri dažnai liečiasi su paviršiumi.
Šis pasiskirstymo modelis jau parodė sienelės porų sensilla vaidmenį aptinkant ore sklindančius kvapus (uoslę). Įdomu tai, kad sienelės porų sensilla buvo aptikta tik suaugusiems vorų patinams, o ne jaunikliams patinams ar patelėms, o tai aiškiai rodo jų funkciją ieškant ir atpažįstant porą.
Neuronų veiklos įrodymai
A. Bruennichi yra viena iš nedaugelio vorų rūšių, kuriose iš tikrųjų buvo nustatyta cheminė lytinio feromono struktūra. Vorų patelės išskiria dujinius feromonus, kurie iš tolo pritraukia patinus.
Nusprendėme išbandyti, ar sienelės porų sensilla reaguoja į feromonų junginį. Šių eksperimentų metu mes kruopščiai pritvirtinome gyvus vorų patinus po mikroskopu ir įkišome įrašymo elektrodą į vienos sienelės porų sensilla pagrindą.
Tada kiekvieną sensilumą apšvietėme pūsteliu, kuriame buvo feromonų junginio. Mes nustatėme, kad net ir nedidelio feromonų junginio kiekio – vos 20 nanogramų – pakako, kad būtų sukeltas aiškus atsakas kaip neuronų ląstelių aktyvumo pliūpsnis iš porų sienelės jautrumo, o atsakas stiprėjo didėjant dozei.
Mes nuolat stebėjome sienelės porų sensilla reakciją į feromonų junginį, neatsižvelgiant į tai, kuri kojų pora buvo išbandyta.
Mūsų rezultatai rodo, kad vorų uoslės sensilla yra neįtikėtinai jautrios, palyginamos su jautriausiomis lytinių feromonų ryšio sistemomis vabzdžiuose. Tūkstančiai sensilų ant visų vaikštančių kojų leis vorų patinams aptikti net menkiausius lytinių feromonų pėdsakus ore.
Kitos rūšys
Norėdami ištirti platesnį sieninių porų sensilla buvimą, ištyrėme 19 papildomų rūšių, apimančių 16 šeimų visame gyvybės vorų medyje. Mes nustatėme, kad sienelės porų sensilla pasitaiko daugumoje rūšių ir taip pat buvo būdingos vyrams.
Tačiau sensilla nėra iš esmės išsišakojusiose vorų grupėse, tokiose kaip baziniai vorai, randami Azijoje. Mūsų rastas modelis rodo, kad sienelės porų sensilla voruose kelis kartus išsivystė nepriklausomai ir buvo prarasta kai kuriose giminėse.
Mūsų tyrimas atveria kelią įdomiems būsimiems atradimams apie tai, kaip vorai suvokia pasaulį per uoslę. Daug intriguojančių klausimų laukia tolesnio tyrimo.
Kaip kvepia vorų patelės be sienelės porų sensilla? Be lytinių feromonų, kokias kitas chemines medžiagas vorai gali aptikti ir kaip jos susijusios su jų elgesiu ir ekologija?
Be to, koks yra vorų uoslės molekulinis ir nervinis pagrindas? Galiausiai, kaip uoslė išsivystė per didžiulę vorų rūšių įvairovę?
Šie klausimai sudaro pagrindą naujam įdomiam mūsų supratimo apie vorų biologiją skyriui.
Danas-Danas Zhangas, Lundo universiteto jutimo biologijos tyrinėtojas
Šis straipsnis iš naujo paskelbtas iš The Conversation pagal Creative Commons licenciją. Skaitykite originalų straipsnį.
