Ученые нашли единственное на Земле существо, биологические часы которого настроены не на 24 часа

Детали открытия

Земля вращается, а вместе с ней и наши физиологические часы. Дневной свет синхронизирует каскады молекул, отвечающих за восприятие времени и сон. Удивительное исследование, проведенное Калифорнийским университетом в Дэвисе, выявило необычное поведение этих молекул у большого черного жука-скарабея (Holotrichia parallela). Ученые говорят, что у всех других животных эти "молекулы времени" могут сочетаться с половыми гормонами, образуя своеобразное партнерство, или же действовать в одиночку, но они всегда лидируют. Однако у этого жука половые гормоны, похоже, берут на себя инициативу и создают внутренний ритм, который циклически повторяется в течение 48 часов вместо типичных 24-х.

Смотрите также Первая в мире макака, клонированная методом овечки Долли, до сих пор жива и чувствует себя хорошо

Поскольку эти странные внутренние часы начинаются и заканчиваются вдвое дольше, чем циркадный цикл, ему дали другое название – "циркабидный" ритм (circabidian rhythm). Механизм, который генерирует этот цикл, до сих пор остается загадкой.

Этот вид жуков-скарабеев является вредителем в сельском хозяйстве Азии. Они имеют "счастливую возможность" не спать каждую вторую ночь. Именно в эти ночи самки выходят из уютных грунтовых домов и поднимаются на высоту (например, на растение арахиса), чтобы привлечь своих партнеров феромонами. Они бывают двух типов: метиловый эфир l-изолейцина (LIME) и l-линалоол.

Сначала команда идентифицировала рецепторы половых феромонов жука и отслеживала их активность, в том числе и с помощью измерений реакции усиков самцов на феромоны. Контрольную группу также протестировали на растительных возбудителях.

Хотя рецепторы жуков реагировали как на LIME, так и на l-линалоол отдельно, сильные сигналы возникали, когда оба феромона объединялись вместе. Эта двойная реакция усиков обнаружила одинаковую двухсуточную закономерность как в химических, так и в электрических сигналах, тогда как реакция жуков на растительные фитонциды не была циклической.

Эти результаты озадачивают, поскольку биологические циклы животных и жуков обычно совпадают во времени с внешними сигналами окружающей среды, такими как свет или температура. Но не существует ни одного известного природного цикла, который бы длился 48 часов. Поэтому неясно с каким именно природным явлением синхронизировались скарабеи.

Циркабидный ритм уменьшает возможности для спаривания, но минимизирует хищничество. Однако H. parallela не находится под известным давлением хищников,
– пишет команда ученых.

Предыдущие исследования показывают, что хотя темнота не нарушает этот цикл, свет все же играет определенную роль, поскольку удаление зрительных частиц выбивает жуков из синхронизации. Таким образом, похоже, существует "определенный механизм удвоения тактовых циклов в цепи между клетками часов и нейронами, отвечающими за поведенческие команды".

В какой-то момент неблагоприятные условия, видимо, пошли на пользу жукам, ограничив их появление до каждых двух дней. Но что именно заставило их тела реагировать на такой уникальный "график", остается загадкой.