Чому комар, коли п'є кров, не вмирає від теплового шоку

Нещодавно вчені змогли, нарешті, дати відповідь на одне з найскладніших питань ентомології: чому комар, коли п'є кров ссавців, не вмирає від теплового шоку. Адже різниця температури його тіла і крові, яку він вживає в їжу, досить висока. Виявилося, що ці кровососи використовують найдосконалішу систему рідинного охолодження.

Не знаю, як вас, а мене ще з самого дитинства, коли я займався в біологічному гуртку при Московському зоопарку, мучило одне, на перший погляд, досить дивне запитання. Чому комар (а точніше, комаріха), який смокче нашу кров, при цьому не вмирає від перегріву. Адже температура його тіла сильно нижче такої людського організму (комар, як і всі комахи, нагрівається і остигає в залежності від температури повітря, однак така в 28 ° С є для нього вже дискомфортною).

Тим часом це мерзенне комаха випиває величезний обсяг рідини, яка для нього аналогічна гарячого чаю для нас (для повноти картини уявіть, що ви випиваєте середніх розмірів самовар гарячого чаю за кілька секунд самостійно). Ну, а це - пряма дорога до теплового шоку. Однак, навіть якщо знайдеться той, хто захоче провести цей експеримент (чого я нікому не раджу), то навряд чи у нього буде катастрофічний перегрів - адже люди мають унікальну системою теплосброс (яку вони, на жаль, зовсім не цінують). Це - здатність потіти. Виділяючись на поверхню тіла, рідкий піт забирає трохи тепла з нашого організму.

Читайте також: Білл Гейтс стріляє лазером по комарам

Однак комахою така здатність зовсім не властива. Більш того, ці запасливі істоти, навпаки, економлять воду різними способами. Їх хітиновий панцир, перешкоджаючи випаровуванню, не випускає і найменшу частку вологи з тіла. А спеціальні органи виділення, звані мальпігієві судинами, викачують всю рідину з продуктів обміну речовин, і, завдяки цьому, вода залишається в тілі господаря. Тому-то і виділяють комахи не рідку сечовину, а зовсім суху сечову кислоту.

Отже, логічної відповіді на дане питання мені в ті часи ніхто дати не міг. Найцікавіше, що вже потім, поступово на біологічний факультет МГУ ім. Ломоносова і закінчивши його, я так і не зміг дізнатися, як комару це вдається, оскільки публікацій на цю тему не було, а мудрі професори зберігали здивоване мовчання. І лише недавно мені вдалося дізнатися відповідь.

Біологи з Університету Франсуа Рабле (Франція), провівши серію вимірів, з'ясували, що під час смоктання крові, голова і передня частина грудей комара, дійсно нагрівається. Однак досить короткий час і не так сильно, як це можна було б припустити. А температура в центральній і задній частині тіла взагалі не змінювалася. Це навело їх на думку про те, що у цього маленького вампіра присутній якась система охолодження, причому вона розташована ближче до заднього кінця тіла.

Спочатку дослідники припустили, що, можливо, тепло забирають якісь хімічні реакції, які в момент харчування активізуються в жировому тілі комахи (жировим тілом називають тканину, яка містить безліч клітин, що зберігають ліпіди, яка розташована під панциром з хітину в проміжках між органами). Однак дослідження біохіміків показали, що ніякої особливої ​​синтетичної активності в цей час у комара ніде не спостерігається (вона починається пізніше, коли комар вже закінчив трапезу).

Тоді вчені вирішили просто-напросто зняти комара під час їжі за допомогою мікроскопічної інфрачервоної відеокамери. Але це було, звичайно ж, простіше сказати, ніж зробити. Зрештою, змучивши нещасного добровольця, який був "піддослідним кроликом", ентомологам вдалося отримати фільм, де кровососи був показаний з усіх боків. І ось тут-то виявилася одна цікава річ.

Виявляється, комар теж ... потіє! Правда, робить це вельми своєрідно. Справа в тому, що під час їжі у комара на задньому кінці черевця з'являлася крапелька рідини. Комаха випускало її з одного дихальця (зовнішнє отвір органу дихання - трахеї). Під час трапези саме ця крапелька грала роль свого роду "водяного холодильника" - відтягувала на себе тепло з усього тіла і розсіювала його в зовнішнє середовище. Крім того, кровососи час від часу втягував її назад, як тільки вона охолоджувалося. Так що тенденція економити воду і тут присутня - комаха явно не хотіло даремно втрачати вологу і використовувало крапельку для охолодження кілька разів.

Після цього вчені поставили один цікавий досвід - безпосередньо перед обідом комарам дали попити підсолодженою цукром води (імітує нектар, який не тільки нешкідливі самці, але і кровожерливі самки в природі п'ють досить часто). В результаті з'ясувалося, що напився комар під час обіду міг випустити відразу кілька крапель (з різних дихальців). І ось що цікаво - на відміну від попереднього експерименту, в даному випадку у комара навіть не нагрівався передній кінець тіла. Що, звичайно ж, було куди корисніше для його комариного здоров'я.

Отже, можна припустити, що перед обідом (хоча, звичайно ж, обідом це можна назвати з великою натяжкою, оскільки велику частину видобутих із крові речовин комарихи не використовують самі, а відкладають як поживний запас для майбутніх яєць - скоріше, це похід в магазин дитячих товарів) комару необхідно випити якомога більше рідини.

В принципі, він може цього не робити, однак тоді йому буде складніше охолодитися, і це може позначитися на його здоров'ї. Тому не виключено, що такий "нехлюй" просто не залишить нормального потомства. Отже, поведінкова реакція пити перед їжею повинна підтримуватися природним відбором як сприятлива для виживання нащадків.

Також цікаво, що піт комарів, на відміну від нашого, багаторазовий - його можна випускати і втягувати в себе кілька разів. І, до речі, він не має поганого запаху - адже в ньому немає сечовини, аміаку і летючих жирних кислот, які змушують неприємно пахнути спітнілого людини. Але і сигнальну функцію він також не виконує, оскільки феромони (речовини, які залучають особина протилежної статі), в ньому також відсутні.

Вчені вважають, що ця корисна крапелька, що є водним холодильником, захищає не тільки саму комаху, а й різноманітних носіїв хвороб, наприклад, малярійного плазмодія, який в певній стадії свого життєвого циклу мешкає в тілі комарів, що належать до пологів Anopheles, Bironella і Chagasia.

Оскільки цей чутливий паразит в стадії спорозоїта (тієї, що проникає в організм людини) теж не любить перегріву, то, охолоджуючись, комар і йому створює досить комфортні умови. Біологи впевнені в тому, що якщо була б можливість позбавити комара цього способу охолодження, то можна було б не тільки завдати шкоди самим кровососів, але і позбутися від смертельно небезпечного захворювання.

Читайте також: Новий репелент посадить комарів на дієту

Цікаво, що серед комах водяне охолодження використовують не тільки комарі. Було відмічено, що в жаркий день медоносні бджоли (Apis mellifera), які займаються доставкою води в гніздо, здійснюють свої рейси куди частіше, ніж зазвичай. Вони приносять воду в зобиках і передають її іншим членам бджолиної сім'ї, щоб ті змогли охолодитися, пропустивши краплю через тіло (випускають вони її теж через дихальце). Але ось до багаторазового охолоджувача, який використовують комарі, розумні бджоли, тим не менш, додуматися так і не змогли.

Читайте найцікавіше в рубриці "Наука і техніка"