Нюхают крыльями: ученые случайно раскрыли неожиданную суперспособность бабочек

Традиционно считалось, что насекомые ощущают химические сигналы из окружающей среды исключительно с помощью своих усиков. Однако новое исследование доказывает, что крылья некоторых бабочек оснащены специальными сенсорами запаха, которые превращают их в настоящие летающие антенны.

Об этом пишет научный журнал Journal of Experimental Biology.

Золото и электронные микроскопы

Как отмечает издание Sci.News, команда из Института химической экологии Макса Планка решила проверить гипотезу о том, что крылья табачного бражника могут выполнять функцию настоящего носа. Ученые аккуратно срезали края крыльев, покрыли их тонким слоем золота и изучили эту поверхность под сканирующим электронным микроскопом.

Как пишет EurekAlert, во время этого анализа ученый Ахмед Исмаил заметил очень интересную деталь. Между обычными тонкими волосками длиной 120 микрометров, отвечающими за прикосновение, оказались спрятанными более толстые пористые волоски длиной 80 микрометров, что является типичным признаком сенсоров запаха.

Чтобы подтвердить свою догадку, специалисты собрали молекулы мРНК, несущие инструкции для синтеза рецепторных белков. После месяцев кропотливой работы ученые идентифицировали 33 гена рецепторов вкуса и запаха, 15 из которых оказались активными именно по краю крыла, где и были расположены пористые волоски.

Электрические тесты и тухлая рыба

Чтобы выяснить, какие ароматы способно распознавать насекомое в полете, ученые подсоединили крыло к электрической цепи и начали обдувать его разными запахами. Для эксперимента использовали гнилостный запах пиридина, фруктовые ноты метилгексаноата и опьяняющий аромат цветов дурмана, однако результат оказался очень неожиданным.

Аппаратура зафиксировала реакцию только на два специфических вещества - пирролидин и пиперидин, которые для человеческого носа имеют резкую вонь тухлой рыбы. Оба эти соединения являются летучими аминами, которые в большом количестве содержатся в листьях пасленовых растений, на которых табачные бражники чаще всего откладывают свои яйца.

Искусственный интеллект раскрывает тайны

Неожиданностью для команды стало и то, что после полного удаления краев крылья насекомое все равно продолжало успешно реагировать на неприятные запахи аминов. Это прямо указывает на то, что специальные сенсорные волоски не сосредоточены только по контуру, а равномерно распределены по всей обширной поверхности крыла.

«Это свидетельствует о том, что бабочка имеет специальные сенсорные волоски по всему крылу, а не только по краям, которые способны ощущать эти запахи», — утверждает ведущий автор исследования Соня Биш-Кнаден.

Чтобы окончательно разгадать механизм работы этих биологических датчиков, ученые задействовали искусственный интеллект для создания трехмерных моделей десяти потенциальных белков-рецепторов. Компьютерное моделирование блестяще продемонстрировало, что молекулы пирролина и пиперидина идеально помещаются в связующие карманы двух конкретных рецепторов, как ключ в замок.

Теперь крылья следует рассматривать не просто как инструмент для образования подъемной силы, а как дополнительный обонятельный орган, работающий в тандеме с усиками. Во время активного полета столь большая поверхность собирает химическую информацию из потоков воздуха, помогая бабочке безошибочно находить идеальные растения для своего будущего потомства.

Кортизол / © Credits Кароль Навроцкий. / © Getty Images Церковь. / © pixabay.com