Нюхають крилами: вчені випадково розкрили несподівану суперздібність метеликів

Традиційно вважалося, що комахи відчувають хімічні сигнали з навколишнього середовища виключно за допомогою своїх вусиків. Проте нове дослідження доводить, що крила деяких метеликів оснащені спеціальними сенсорами запаху, які перетворюють їх на справжні літаючі антени.

Про це пише науковий журнал Journal of Experimental Biology.

Золото та електронні мікроскопи

Як зазначає видання Sci.News, команда з Інституту хімічної екології Макса Планка вирішила перевірити гіпотезу про те, що крила тютюнового бражника можуть виконувати функцію справжнього носа. Вчені акуратно зрізали краї крил, покрили їх тонким шаром золота і дослідили цю поверхню під сканувальним електронним мікроскопом.

Як пише EurekAlert, що під час цього аналізу вчений Ахмед Ісмаїл помітив дуже цікаву деталь. Між звичайними тонкими волосками довжиною 120 мікрометрів, які відповідають за дотик, виявилися захованими товстіші пористі волоски завдовжки 80 мікрометрів, що є типовою ознакою сенсорів запаху.

Щоб підтвердити свою здогадку, фахівці зібрали молекули мРНК, які несуть інструкції для синтезу рецепторних білків. Після місяців кропіткої роботи науковці ідентифікували 33 гени рецепторів смаку та запаху, 15 з яких виявилися активними саме вздовж краю крила, де й були розташовані пористі волоски.

Електричні тести та тухла риба

Щоб з’ясувати, які саме аромати здатна розпізнавати комаха в польоті, вчені під’єднали крило до електричного кола та почали обдувати його різними запахами. Для експерименту використовували гнильний запах піридину, фруктові ноти метилгексаноату та п’янкий аромат квітів дурману, проте результат виявився дуже несподіваним.

Апаратура зафіксувала реакцію лише на дві специфічні речовини — піролідин та піперидин, які для людського носа мають різкий сморід тухлої риби. Обидві ці сполуки є леткими амінами, що у великій кількості містяться в листі пасльонових рослин, на яких тютюнові бражники найчастіше відкладають свої яйця.

Штучний інтелект розкриває таємниці

Несподіванкою для команди стало й те, що після повного видалення країв крила комаха все одно продовжувала успішно реагувати на неприємні запахи амінів. Це прямо вказує на те, що спеціальні сенсорні волоски не зосереджені лише по контуру, а рівномірно розподілені по всій великій поверхні крила.

«Це свідчить про те, що метелик має спеціальні сенсорні волоски по всьому крилу, а не лише по краях, які здатні відчувати ці запахи», — стверджує провідна авторка дослідження Соня Біш-Кнаден.

Щоб остаточно розгадати механізм роботи цих біологічних датчиків, науковці залучили штучний інтелект для створення тривимірних моделей десяти потенційних білків-рецепторів. Комп’ютерне моделювання блискуче продемонструвало, що молекули піролідину та піперидину ідеально вміщуються у зв’язувальні кишені двох конкретних рецепторів, немов ключ у замок.

Відтепер крила слід розглядати не просто як інструмент для утворення підіймальної сили, а як додатковий нюховий орган, що працює в тандемі з вусиками. Під час активного польоту така велика поверхня збирає хімічну інформацію з потоків повітря, допомагаючи метелику безпомилково знаходити ідеальні рослини для свого майбутнього потомства.

Нагадаємо, вчені зробили сенсаційне відкриття про бджіл. Виявилось, що джмелі демонструють виразні реакції на смак їжі, які нагадують людські емоції.