Крылья бабочек оказались полноценным органом обоняния: открытие немецких биологов

Группа немецких биологов впервые получила прямые доказательства того, что крылья табачного бражника — полноценный орган обоняния. Оказалось, что эти структуры настроены на распознавание летучих веществ тех растений, на которые бабочка откладывает яйца. Открытие меняет представление о распределении сенсорных функций у насекомых.

Как устроено обоняние на крыльях

Ученые исследовали поверхность крыла под мощным микроскопом. На краях крыльев были обнаружены особые щетинки с подвижным креплением у основания и порой на кончике. Такие же поры покрывают всю поверхность щетинки — это характерный признак обонятельных рецепторов. Механизм позволяет летучим молекулам запаха проникать через поры к нервным окончаниям.

Генетический анализ клеток крыла показал, что в них активно работают гены специфических обонятельных рецепторов, которые у других насекомых отвечают за улавливание аминов и кислот. При этом главный обонятельный рецептор, работающий в антеннах, на крыльях отсутствовал. Это означает, что крылья используют собственный независимый способ восприятия запахов.

Экспериментальное подтверждение

Для проверки биологи взяли отрезанное крыло и обдували его воздухом с различными запахами, записывая электрические сигналы. Из множества ароматов — цветов, растений, химических соединений — крыло отреагировало только на два: пирролидин и пиперидин. Оба вещества являются летучими аминами, входящими в состав сока пасленовых растений, на которые бабочка откладывает яйца.

Когда исследователи срезали край крыла с найденными щетинками, реакция на запах сохранилась. Это подтвердило, что обонятельные щетинки могут быть спрятаны под чешуйками по всей поверхности крыла. Таким образом, крылья табачного бражника можно считать отдельным обонятельным органом со своим механизмом распознавания.

Открытие имеет важное значение для понимания эволюции сенсорных систем насекомых. Ранее обонятельные рецепторы уже находили на ротовых придатках, ногах и яйцекладе, но функции крыльев оставались неясными. Новые данные показывают, что обонятельная система насекомых гораздо сложнее и распределена по всему телу.

Табачный бражник служит классическим модельным объектом для нейробиологических и экологических исследований. Дальнейшее изучение механизмов обоняния на крыльях может помочь в разработке методов защиты растений от вредителей и в создании биосенсоров.