Навіщо комахи світяться
Відео: Чому все комахи маленькі?
В горах Вірджинії, США, двупароногіе багатоніжки пофарбовані в яскраві кольори, жовтий і чорний, що попереджає хижаків про те, що їх краще не Є. родинного виду з Каліфорнії попередження виглядає зовсім інакше: ці комахи світяться в темряві.
Однак біолюмінесценція, або світіння організмів в темряві, по крайней мере, у багатоніжок, найімовірніше, розвинулася не як спосіб попередження про небезпеку. Вчені вважають, що світіння допомогло їм виживати в гарячій сухому середовищі.
Зверху багатоніжки зображені в своєму нормальному стані (зліва - M.sequoiae, праворуч - M.bistipita). У нижньому ряду М. sequoiae, яка стикається з великою кількістю хижаків, світиться яскравіше (фото Paul Marek, Entomology Department, Virginia Tech).
Пол Марек (Paul Marek), доцент ентомології в Коледжі сільського господарства і наук про життя, почав вивчати біолюмінесценцію у багатоніжок сім років тому. Причому йому завжди здавалося, що зрозуміти і простежити її еволюційні витоки вкрай складно, так як ця риса почала формуватися мільйони років назад і сьогодні має мало спільного з формою, характерної для предків двупароногіх.
В ході своєї останньої роботи Марек вивчав комах виду Xystocheir bistipita - зразки були зібрані в 1967 році і більше не були помічені ентомологами. Але недавно Марек натрапив на них під час польових робіт в передгір`ях Сан-Луїс-Обіспо, штат Каліфорнія.
Відео: чому світиться світлячків?
Ця комаха досить невелика (якщо порівнювати з іншими багатоніжками, що мешкають на більш низьких висотах). Раніше його не зараховували до роду світяться багатоніжок під назвою Motyxia, поширеній в західній півкулі. Однак секвенування ДНК показало зворотне, і назва істоти було змінено на Motyxia bistipita.
"Після того, як ми секвенували ДНК багатоніжок, ми змогли знайти їх місце на еволюційному древі другіхбіолюмінесцентних видів роду Motyxia, - розповідає Марек. - Для багатоніжок, що мешкають в низовині, характерна слабка біолюмінесценція. У них це властивість старше, а люмінесценція їх "двоюрідних братів" з гір є, скоріше, нову рису".
Представники виду М. sequoiae, які живуть набагато вище, в каліфорнійських горах Сьєрра-Невада, світяться яскравіше, а для їх світіння характерна градація яскравості від тьмяного до яскравого. Щоб визначити це, команда Марека вимірювала випромінювання світла фотографічно в темній кімнаті. Також ентомологи визначили токсичність комах шляхом замірів обсягу ціанідових залоз.
Як виявилося, чим більше ціанідовие залози, тим яскравіше світиться комаха: це вказує на функціональну зв`язок між інтенсивністю люмінесценції і токсичністю, що в свою чергу доводить, що у світіння є і попереджає функція.
Зверху багатоніжки зображені в своєму нормальному стані (зліва - M.sequoiae, праворуч - M.bistipita). У нижньому ряду М. sequoiae, яка стикається з великою кількістю хижаків, світиться яскравіше (фото Paul Marek, Entomology Department, Virginia Tech).
Тут варто зазначити, що на відміну від світлячків, які світяться через ферментативної реакції між люціферази і люциферином, M. bistipita зобов`язана своєму м`якому зеленувато-блакитного світіння реакцією фотобелка за участю магнію.
Марек робить висновок, що цей процес спочатку використовувався організмом багатоніжки, щоб допомогти їй справитися з окислювальним стресом під час життя в низинних і сухих середовищах.
Потім біолюмінесценція стала також частиною життя багатоніжок, які живуть на великих висотах. Тоді вона перетворилася в застережливий сигнал, тому що цим істотам доводиться стикатися з великою кількістю хижаків.
"Живі істоти світяться різними кольорами і з різних причин, але тепер ми знаємо, що еволюційна роль біолюмінесценції може бути зовсім інший, ніж її сучасні функції, - пояснює Марек. - Це відкриття проливає світло на еволюційні витоки багатьох складних ознак, не тільки біолюмінесценції".
Наукова стаття групи Марека була опублікована у виданні PNAS.
