Kaip uodai naudojasi regėjimu, kad tave surastų ir įkandtų

Kaip uodai naudojasi regėjimu, kad tave surastų ir įkandtų

Naujasis tyrimas yra pirmasis, kuriame aprašoma, kaip uodai naudoja regėjimą, kad surastų įkandimo taikinius.

Tyrėjai sukūrė šį dokumentą, kad suprastų, kaip moterys elgiasi Aedes aegypti pažinti žmones akimis. Tyrimai rodo, kad Opsin1 (Op1) ir Opsin2 (Op2) inaktyvavimas trikdo uodų gebėjimus. Aedes aegypti nustatyti tamsius taikinius, kuriuos uodai ištirs, kad nustatytų, ar jie yra šeimininkai.

„Nepaisant susidomėjimo tyrinėti, kaip uodai aptinka CO2, organinį kvapą ir temperatūrą, dauguma uodų ignoravo, kaip uodai identifikuoja žmones pagal akis“, – sakė Craigas Montellas, Molekulinės, ląstelinės ir evoliucinės biologijos profesorius. Kalifornijoje, Santa Barbaroje.

„Mes nustatėme, kad kai įvedame pakeitimą, kuris išmuša du iš penkių uodo akies variantų, jis pašalina supratimą apie CO2 paskirtį nesukeldamas aklumo.

Labai svarbu suprasti, kaip uodų patelių aptikimas veikia šeimininką A. aegypti, kuris kandžiojasi dieną ir perneša tokias ligas kaip dengė, geltonoji karštinė, Zika ir kt., kurios kasmet kamuoja milijonus žmonių.

Elektrodai uodo akims

Uodai turi jautrią akį, todėl skiriamoji geba yra maža. Kai uodų patelė nustato CO2 lygį, ji tampa aktyvesnė ir pradeda ieškoti šeimininko. Iš esmės jis skrenda aukštyn iki plunksnų šaltinio ir ieško kažko tamsaus.

Komanda pasinaudojo vabzdžių mėgavimusi tamsoje, kaip taikinius naudodama du taškus: baltą tašką ir juodą tašką, vaizduojantį gyvūno šeimininką.

Ankstesniuose uodų tyrimuose buvo naudojami oro tuneliai; tačiau tuneliai yra labai brangūs. Todėl pirmoji komanda sukūrė paprastesnį eksperimentinį projektą, naudodama dvi vietas standartiniame paukščių namelyje. Tyrėjai išsiaiškino, kad paveikę uodus CO2, vabzdžiai narve elgėsi panašiai kaip ir apžiūrėdami oro tunelius. Tai įtikino juos, kad jų naujasis protokolas yra patikimas.

Tada komanda naudojo tris papildomus testus, kad nustatytų uodų buvimą. Mokslininkai ištyrė gyvūnų fototaksį arba jų polinkį į šviesą. Jie taip pat prijungė elektrodus prie kombinuotos akies, kad išmatuotų įtampos pokytį reaguojant į šviesą.

Trečias jų pastebėjimas yra optomotorinis atsakas. Padėjęs į besisukančio cilindro su juodai baltomis vertikaliomis linijomis centrą, vabzdys pradeda judėti sukimosi kryptimi. Šis testas suteikė informacijos apie tai, ar uodų regėjimas vyksta.

Uodų aptikimo vaidmuo šeimininko lokatoriuje

Sutvarkę savo požiūrį, autoriai stengėsi atrinkti interviu gavėjus. Jie siekė identifikuoti signalinius baltymus, kurie slopina taikinio atpažinimą, o ne kitą vizualinį elgesį.

Montell ir doktorantas bei pagrindinis autorius Yinpeng Zhan pradėjo naudoti CRISPR/Cas9, kad pašalintų gausiausią aptikimo baltymą vabzdžių fotoreceptorių ląstelėse: rodopsino Op1 baltymą. Visuose eksperimentiniuose bandymuose susidarę uodai elgėsi panašiai kaip gyvūnų rūšys.

Tada komanda nusitaikė į Op2 – rodopsiną, labiausiai susijusį su Op1. Vabzdžiai mutantai vėl elgėsi įprastai. Tik tada, kai tyrėjai sunaikino šias dvi parinktis, atsirado vabzdžių elgesio sutrikimai. Dviejų variantų vaidmuo šiek tiek nustebino, sakė Zhanas.

Atliekant eksperimentus narvuose, tiek vienos rūšys, tiek mutantai ieškojo juodų dėmių, kai buvo veikiami CO2. Dėl CO2 trūkumo jie nepareiškė savo pasirinkimo tarp dviejų vietų. Priešingai, du mutantai neišreiškė savo pasirinkimo tarp taškų net po CO2 sprogimo.

Zhan ir Montell dabar turėjo neigti, kad du mutantai buvo tiesiog apakinti. Čia pasirodė trys tyrimai.

Visos genų grupės parodė teigiamą fototaksį, progresuojantį į šviesą po CO2 poveikio. Ir visi jie parodė optomotorines reakcijas, o tai rodo, kad du mutantai ne tik vis dar mato, bet ir gali mesti šešėlius bei judėti.

Kai komanda išbandė elektrinį poveikį vabzdžių akims, ir gyvūnų rūšis, ir vienas mutantas, veikiami šviesos, atliko tą patį veiksmą. Ir tol, kol dvigubo mutanto akys reaguoja į šviesą, derliaus sumažėjimas yra maždaug perpus mažesnis nei įprastų uodų ir pavienių mutantų.

Be to, abiejų mutantų akių morfologija buvo sveika, todėl taikinio nebuvimas atsirado ne dėl tinklainės atsiskyrimo.

Rezultatai gali turėti didelį poveikį. „Radiniai vaidina svarbų vaidmenį aptinkant galimus kraujo ištroškusių vabzdžių, tokių kaip uodai, uodai, cetse musės ir kokos, šeimininkus“, – sakė Zhanas. Visi jie naudojami kaip žmonių ligų pernešėjai. „Ir šis tyrimas yra pirmasis, parodantis tokio elgesio molekulinę mechaniką.“

„Tai pirmas kartas, kai kas nors atima vizijos skatinamą trauką“, – sakė Montellas. Ateityje komanda planuoja nustatyti kitus signalinius baltymus, susijusius su šeimininko paieška, kraujo maitinimu ir elgesiu nektaro dietose. Aedes moka.

Tyrimas randamas Biologija šiandien. Papildomi bendraautoriai yra iš Vašingtono universiteto.

Šaltinis: UC Santa Barbara

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *