Жук из семейства скарабеев живет по 48 часовому циклу

По мере вращения Земли идут и наши физиологические часы. Дневной свет синхронизирует каскады молекул-хронометристов, выполняя регулирующие «танцы» по всему нашему телу, иногда сотрудничая с половыми гормонами, иногда вальсируя в одиночку, но всегда лидируя.

Удивительное исследование, проведенное биологами из Университета Дэвиса (University of California, Davis), обнаружило молекулы, отслеживающие время, которые танцуют под совершенно другую мелодию.

У большого черного жука-жевунка (Holotrichia parallela), вида жуков-скарабеев, половые гормоны, по-видимому, берут на себя инициативу и создают внутренний ритм, который циклически повторяется в течение 48 часов вместо типичных 24-х.

Поскольку для запуска и завершения этих странных внутренних часов требуется в два раза больше времени, чем обычный циркадный цикл, он известен как «циркабидиановый» ритм.

Хотя известно, что поведение некоторых животных, в том числе людей, комаров и жуков, соответствует циркадному циклу.

«Наблюдения 48-часовых ритмов в природе редки», — говорят ученые. «Новое исследование предоставило нам подробное описание того, как генерируется циркадный ритм обнаружения феромонов у этого жука».

Этот вид жуков-скарабеев, печально известный как серьезный сельскохозяйственный вредитель в Азии, каждую вторую ночь устраивает свидания. В эти ночи самки выходят из уютных почвенных жилищ и поднимаются на большую высоту, чтобы поманить своих партнеров соблазнительными феромонами, называемыми метиловым эфиром l-изолейцина (LIME) и l-линалоолом. Самцы жуков реагируют на этот парфюм как на часы.

Команда ученых идентифицировала рецепторы половых феромонов жука и отслеживала их активность с помощью молекулярных продуктов и электроантеннограммы, которая измеряет реакцию усиков жука. Для сравнения исследователи также проверили реакцию жуков на фитонциды растений.

Хотя рецепторы жуков реагировали как на LIME, так и на l-линалоол по отдельности, самые сильные сигналы возникали, когда оба феромона объединялись вместе.

Эта двойная реакция выявила один и тот же двухдневный характер как химических, так и электрических сигналов, тогда как реакция жуков на летучие вещества растений не имела циклического характера.

Результаты сбивают с толку, поскольку биологические циклы обычно синхронизируются с внешними сигналами окружающей среды, такими как свет или температура. Но не существует известных естественных циклов, которые бы длились 48 часов.

«Такой циркадный ритм уменьшает возможности спаривания, но сводит к минимуму хищничество», — объясняют ученые в своей статье . «Однако Holotrichia parallela не находится под известным давлением хищников».

Предыдущие исследования показывают, что, хотя темнота не нарушает этот цикл, свет все же играет определенную роль, поскольку удаление оптических долей приводит к рассинхронизации жуков.

Таким образом, по-видимому, существует «какой-то механизм удвоения тактовых циклов в цепи между тактовыми клетками и поведенческими командными нейронами», заключает команда ученых.

В какой-то момент неблагоприятные условия, должно быть, пошли на пользу жукам, ограничив их появление только через день. Но что же заставило их тела реагировать на такую ​​уникальную мелодию, остается загадкой.

Исследование было опубликовано в журнале Current Biology.