Вчені розповіли, який трюк допомагає сніговим мухам пережити мороз

Дослідники з кафедри фізіології та біофізики Вашингтонського університету в Сіетлі виявили щось особливе в стратегії виживання снігової мухи (Chionea spp.), журавлиної мухи, що не літає, яка мешкає в бореальних і альпійських умовах північної півкулі. У статті під назвою «Снігові мухи самостійно ампутують замерзлі кінцівки, щоб підтримувати поведінку при мінусових температурах», опублікованій у журналі Current Biology, дослідники докладно описують, як випливає з назви, екстремальний акт самоампутації заморожених кінцівок снігом, літати, щоб вижити за мінусової температури.

Снігові мухи можуть залишатися активними в холодних умовах: їх спостерігали за снігом при температурі навколишнього середовища до — 10°C. У цьому відмінність від більшості комах, які стають фізіологічно недієздатними за температури нижче точки замерзання води.

Громадянські вчені в особі лижників і альпіністів були найняті для збирання снігових мух у віддалених альпійських регіонах північного заходу Тихого океану, де можна побачити комах, що бігають свіжим снігом біля лінії дерев. Вони зібрали 256 дорослих снігових мух, у 20% з яких на момент збору вже не було однієї чи кількох ніг.

За допомогою теплобачення дослідники помітили, що сніжні мухи зберігають здатність ходити навіть за середньої температури тіла -7°C. При цій температурі в тілесних рідинах снігової мухи починає утворюватися кристалізація льоду, що швидко поширюється від кінцівок.

Снігові мухи часто переживають цю кристалізацію, швидко ампутуючи ноги, як кристалізація льоду зможе поширитися з їхньої органи. Реакція має бути швидкою, оскільки кристалізація, що починається в нозі, може досягти життєво важливих органів лише за пів секунди.

Самоампутація ноги послідовно відбувається у суглобі між стегновою кісткою та рожном. Самоампутація кінцівок часто зустрічається у журавлів як порятунок, хоча зазвичай у цьому бере участь хижак і зазвичай викликається механічними подразниками.

Навпаки, снігові мухи не реагують на посмикування чи механічне підштовхування ногами. Натомість дослідники підозрюють, що ампутація ніг у снігових мух може бути викликана термосенсорними нейронами, які виявляють зміну температури під час кристалізації льоду.

Хоча місце існування сніжних мух є екстремальним і іноді може призвести до самоампутації, життя в такому середовищі має деякі явні переваги. У їхньому середовищі практично немає інших тварин, у тому числі потенційних хижаків снігових мух. Яйця, відкладені під снігом, рідко турбуються, а снігові мухи сміливо спаровуються на виду на поверхні снігу протягом 30 хвилин і більше.

Якими б безпечними і відокремленими не були сьогодні житла сніжних мух, наш час на їх вивчення може бути обмежений. Викликана діяльністю людини зміна клімату трансформує високогірні екосистеми: Вашингтон знаходиться на шляху до втрати 46% снігового покриву, що випадає наприкінці зими, до 2040-х років і 70% до 2080-х років.

Прогнозується, що втрата снігового покриву збільшить термічну мінливість та знизить температуру під снігом, де снігові мухи відкладають яйця. Більш низькі температури та збільшення циклів заморожування-відтавання також можуть завдати шкоди рослинному життю, яке личинки снігових мух споживають навесні та влітку. Радикальна трансформація біома, швидше за все, призведе до повного зникнення виду. Джерело