Энтомологи СПбГУ нашли новые виды «носов» у древних родственников бабочек

Исследователи из Санкт-Петербургского университета впервые посчитали количество микроскопических обонятельных органов — сенсилл — на антеннах ручейников. К тому же им удалось найти у этих крылатых насекомых, когда-то имевших общего предка с бабочками, ранее неизвестный вид сенсилл — псевдоплакоидный. Возможно, именно он подсказывает ручейникам, где находится ближайший водоем.

Хорошо знакомых рыбакам насекомых — ручейников — сегодня можно встретить практически в любой точке планеты: от острова Врангеля в Северном Ледовитом океане до окраин пустыни Сахары в Африке. Напоминают они небольших неярко окрашенных ночных бабочек, что неудивительно, ведь когда-то они имели с бабочками общего предка. Петербургским ученым эти насекомые интересны потому, что они используют сложную систему общения, состоящую сразу из трех типов сигналов: запахов, звуков и поз.

Это гораздо более сложный язык, чем мы можем себе представить. Они используют не просто сигналы, а целые химические высказывания, и поэтому попытки ученых привлечь их простыми химическими составами не удаются.

Один из авторов исследования, заведующий кафедрой энтомологии СПбГУ кандидат биологических наук Владимир Иванов

Для того чтобы детально разобраться, как ручейники ведут коммуникацию, энтомологи СПбГУ впервые в мире посчитали количество сенсилл на антеннах четырех видов из семейства Ecnomidae. Такую кропотливую работу им удалось провести с помощью современного оборудования ресурсного центра «Развитие молекулярных и клеточных технологий» Научного парка СПбГУ. Оказалось, что у ручейников, в отличие от других насекомых, больше сенсилл не на конце антенны (чтобы чувствовать химические сигналы как можно дальше в пространстве), а наоборот, у ее основания. Владимир Иванов отмечает, что за этим стоит какая-то научная тайна, которую ученым только предстоит разгадать.

Результаты исследования опубликованы в последнем номере журнала «Энтомологическое обозрение», посвященном 100-летию кафедры энтомологии СПбГУ.

«К тому же мы открыли новый вид сенсилл у ручейников — псевдоплакоидный, он чем-то напоминает гриб, — рассказал энтомолог. — Вообще поверхность антенны ручейника похожа на лес: высокие трихоидные сенсиллы выглядят как стволы деревьев без ветвей, под ними растет "мох" — это микротрихии, тонкие выросты кутикулы. А во "мху", как грибы, сидят найденные нами псевдоплакоидные сенсиллы: они выглядывают из лунки, у них есть ножка и шляпка. Возможно, они дают ручейникам какую-то информацию об окружающей среде, например, где находится вода, но это нам только предстоит выяснить».

Следующий шаг ученых — вместе с коллегами-физиологами из Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова разобраться, как же работают эти микроскопические «носы», а также понять, для чего они нужны ручейникам. Такие исследования, объясняет Владимир Иванов, могут помочь больше узнать о связи органов обоняния с различными структурами мозга насекомых, а также пригодятся, например, в сельском хозяйстве (для отпугивания вредителей) или в экологии (для биологического мониторинга).

Ручейники — хорошие биоиндикаторы состояния окружающей среды, особенно воды, где живут их личинки.

Один из авторов исследования, заведующий кафедрой энтомологии СПбГУ кандидат биологических наук Владимир Иванов

«Фауна ручейников очень чувствительная, поэтому по некоторым видам можно определить, например, что здесь были выбросы токсичных веществ. В таких случаях пробы воды часто не показывают загрязнений, потому что выброс мог быть однократным, а вот отсутствие некоторых видов ручейников покажет, что этого оказалось достаточно для массовой гибели насекомых. Такой биоидентификационный метод прекрасно дополняет химические методы анализа», — отметил Владимир Иванов.

В этом году кафедра энтомологии СПбГУ, старейшая в стране и одна из первых кафедр такого профиля в мире, отмечает столетний юбилей. В 1919 году ее основал Михаил Николаевич Римский-Корсаков, сын известного русского композитора, который с детства увлекался насекомыми. Сегодня кафедра успешно развивает научные исследования не только в области классической энтомологии, но и в таких современных направлениях, как эволюция биологического разнообразия, механизмы видообразования, эволюционная экология, социобиология, иммунология и биофармакология. В состав кафедры входят две лаборатории: лаборатория эволюционной и физиологической экологии насекомых, а также лаборатория биофармакологии и иммунологии насекомых.

В последнем выпуске научного журнала «Энтомологическое обозрение», посвященном 100-летнему юбилею, можно больше узнать об истории кафедры, а также познакомиться с результатами последних исследований петербургских энтомологов: например, как мухи-каллифориды используются в современной медицине, а также как ученые исследуют криптические виды насекомых — виды-двойники, практически не отличающиеся внешне, но разные по генетическим признакам.