28.03.2014

Насекомые приобрели обоняние, только освоив полёт

...А не сразу после выхода на сушу, как считалось. У самых древних из ныне живущих насекомых, у которых в принципе крыльев никогда и не было, нет и обонятельных рецепторов.

Насекомые отличаются исключительно чувствительным обонянием, благодаря которому они не только могут по нескольким запаховым молекулам узнать, где их ждёт угощение, но и общаться друг с другом с помощью изощрённых химических сигналов. И, учитывая роль запахов в их жизни, можно было бы предположить, что насекомые приобрели обонятельную систему, как только вышли из воды на сушу.

Однако, как утверждают исследователи из Института химической экологии Общества Макса Планка (Германия), полноценное обоняние у насекомых появилось неожиданно поздно — где-то одновременно со способностью к полётам.

За обоняние у насекомых (как, впрочем, у всех животных с этим чувством) отвечают специальные рецепторные белки: складываясь вместе, они образуют сложные комплексы, способные улавливать даже единичные молекулы летучих веществ. Однако, например, у ракообразных, которые произошли от общего с насекомыми предка, таких рецепторов нет. Это и заставило предположить, что насекомые «почуяли, чем пахнет», только выйдя на сушу. Кроме того, вне воды им действительно было важнее создать обонятельную систему взамен химического чувства, с помощью которого они ориентировались в воде и которое теперь стало бесполезным: отныне химические вещества надо было ловить в воздухе.

Обоняние у насекомых исследовали всегда либо на крылатых видах, либо на тех, кто утратил крылья впоследствии (те и другие, впрочем, составляют среди современных насекомых большинство). Однако Эвальд Гроссе-Вильде (Ewald Grosse-Wilde) и его коллеги решили заняться первичнобескрылыми, древнейшими из современных насекомых. Для исследований они выбрали щетинохвостку Thermobia domestica и представителя древнечелюстных Lepismachilis y-signata.

Как пишут авторы работы в eLIFE, у щетинохвостки, которая на эволюционной лестнице стоит ближе к насекомым, какие-то компоненты обонятельной системы были: в её антеннах работали гены обонятельных корецепторов, хотя сами рецепторы отсутствовали. Но вот у более эволюционно старой L. y-signata никаких следов обонятельной системы обнаружить не удалось.

Из этого можно сделать два вывода: во-первых, разные части обонятельной системы развивались независимо друг от друга, а во-вторых, само развитие этой системы началось сильно позже появления насекомых на суше.

Скорее всего, обоняние понадобилось насекомым, когда они начали учиться летать, а нужно оно было, например, для того чтобы ориентироваться в полёте. Однако не будем забывать, что у одного из древнейших насекомых (T. domestica) некие компоненты обонятельного аппарата всё же есть, так что отдельные части обонятельной системы, очевидно, развивались для каких-то насущных задач раньше умения летать.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. compulenta.computerra.ru