Изучено насекомое, у которого отсутствует сердце и растворяются ядра нейронов

Наездник-яйцеед Megaphragma — это паразитическое насекомое размером всего 200 микрометров.
Фото Alexey A. Polilov.

Исследователи из МГУ имени М.В.Ломоносова изучили наружное и внутреннее строение одних из самых маленьких насекомых в мире — наездников-яйцеедов из рода Megaphragma (виды M. mymaripenne и M. amalphitanum). Это паразитические насекомые из семейства Trichogrammatidae.

Наездники Megaphragma по размеру меньше, чем инфузории-туфельки: длина их тела в среднем составляет всего 200 микрометров.

Российские учёные впервые исследовали строение этих микроскопических насекомых и провели анализ структурных особенностей, связанных с миниатюризацией.

"Несмотря на предельно малые размеры тела, эти насекомые сохраняют сложность организации. Строение многих систем органов Megaphragma практически не отличается от строения крупных представителей родственных групп насекомых. К этим системам относятся скелет, мускулатура, пищеварительная, выделительная и половая системы. Особенно интересна мускулатура, так как у этих насекомых сохраняются сотни мышц, характерных для крупных насекомых", — рассказал один из авторов статьи Алексей Полилов.

Другие системы органов, напротив, демонстрируют значительные уникальные перестройки, связанные с уменьшением размеров тела. У Megaphragma отсутствует сердце и почти вся гемолимфа (вещество, выполняющее те же функции, что кровь и лимфа у животных с замкнутой системой кровообращения) вытеснена жировым телом, поэтому в основном транспортировка питательных веществ осуществляется за счёт их впитывания в ткани.

"Ещё более интересные изменения происходят в нервной системе. После формирования центральной нервной системы на куколочной стадии происходит массовое растворение тел и ядер нейронов, в результате которого у имаго — взрослых насекомых — большинство нейронов становятся безъядерными и представленными только отростками, а ядра остаются только в примерно 5% нейронов", — прокомментировал учёный.

В работе авторы использовали как классические методики морфологических исследований, так и современные методы электронной микроскопии, матричной томографии и трёхмерного компьютерного моделирования.

Исследование миниатюризации животных становится всё более и более актуальным направлением биологии, особенно в XXI веке, когда производители техники и электроники стремятся к совершенствованию технологий (кстати, именно за открытие нового метода визуализации — криоэлектронной микроскопии — была присуждена Нобелевская премия по химии 2017 года). Исследователь надеется, что открытые им закономерности миниатюризации насекомых будут востребованы в микроробототехнике.

"Описанное уникальное явление безъядерных нейронов ставит много вопросов о фундаментальных принципах работы нервной системы животных, поэтому необходимо разностороннее изучение этого объекта. Мы планируем провести этологические эксперименты для определения возможностей к обучению и формированию памяти у насекомых с безъядерными нейронами, изучить развитие их нервной системы, изучить другие виды рода Megaphragma и близкие рода", — заключил Алексей Полилов.

Результаты работы были опубликованы в журнале PLOS ONE.

Напомним, что ранее исследователи из МГУ выяснили, как эволюционное уменьшение насекомых влияет на их органы

Сегодня