Ученые выяснили функцию антенн у бабочек. Оказалось, что в антеннах находятся биологические часы, необходимые насекомым для ориентации в пространстве. Работа исследователей опубликована в журнале Science. Коротко работа описана на портале ScienceNOW.
До сих пор у биологов не было уверенности, зачем бабочкам необходимы антенны. Специалисты выдвигали различные версии, например, предполагали, что с помощью антенн бабочки могут ощущать запахи. Авторы новой работы решили изучить этот вопрос детально.
В качестве объекта исследования ученые выбрали данаид-монархов Danaus plexippus. Эти крупные насекомые ежегодно мигрируют, преодолевая при этом огромные расстояния. Так, часть бабочек совершает перелет с восточного побережья США в Мексику. Во время перелета насекомые ориентируются по Солнцу. Так как в течение дня оно перемещается по небосводу с востока на запад, у бабочек появился механизм, позволяющий им использовать Солнце в качестве ориентира, независимо от его местоположения на небе. Этот механизм тесно связан с работой биологических часов в мозгу бабочек.
Исследователи выпускали бабочек на огороженную площадку в солнечные дни. Специальные камеры записывали траекторию полета насекомых. Когда ученые запустили на площадку 30 монархов с отрезанными антеннами, все они потеряли способность ориентироваться. Обычно монархи перемещаются с юга на юго-восток, но бабочки без антенн выбирали направление полета случайным образом.
Авторы предположили, что отсутствие антенн нарушает работу биологических часов. Однако анализ работы генов, управляющих их функционированием, показал, что отрезание антенн не оказывает на нее заметного влияния. Исследователи решили проверить, нет ли в антеннах монархов альтернативных биологических часов, работающих независимо от основных.
Ученые покрыли антенны части бабочек черной краской, а антенны оставшихся - прозрачным лаком. Солнечное излучение влияет на работу биологических часов, поэтому бабочки из первой группы должны были бы частично потерять ориентацию. В отсутствие излучения биологические часы продолжают работать, однако они начинают идти быстрее или медленнее, чем в случае, когда солнечный свет доступен.
Через две недели после нанесения на антенны монархов покрытия, те бабочки, которым досталась черная краска, начали летать не с юга на юго-восток, а с севера на северо-запад.
До недавнего времени считалось, что данаиды-монархи являются рекордсменами мира насекомых по дальности перемещений. Однако недавнее исследование отдало пальму первенства стрекозам.