Почему комар, когда пьет кровь, не умирает от теплового шока

Недавно ученые смогли, наконец-то, дать ответ на один из самых сложных вопросов энтомологии: почему комар, когда пьет кровь млекопитающих, не умирает от теплового шока. Ведь разница температуры его тела и крови, которую он употребляет в пищу, достаточно высока. Оказалось, что эти кровососы используют самую совершенную систему жидкостного охлаждения.

Фото:

Не знаю, как вас, а меня еще с самого детства, когда я занимался в биологическом кружке при Московском зоопарке, мучил один, на первый взгляд, весьма странный вопрос. Почему комар (а точнее, комариха), который сосет нашу кровь, при этом не умирает от перегрева. Ведь температура его тела сильно ниже таковой человеческого организма (комар, как и все насекомые, нагревается и остывает в зависимости от температуры воздуха, однако таковая в 28°С является для него уже дискомфортной).

Между тем это мерзкое насекомое выпивает огромный объем жидкости, которая для него аналогична горячему чаю для нас (для полноты картины представьте, что вы выпиваете средних размеров самовар горячего чая за несколько секунд в одиночку). Ну, а это — прямая дорога к тепловому шоку. Однако, даже если найдется тот, кто захочет провести этот эксперимент (чего я никому не советую), то вряд ли у него будет катастрофический перегрев — ведь люди обладают уникальной системой теплосброса (которую они, увы, совершенно не ценят). Это — способность потеть. Выделяясь на поверхность тела, жидкий пот уносит немного тепла из нашего организма.

Читайте также: Билл Гейтс стреляет лазером по комарам

Однако насекомым такая способность совсем не свойственна. Более того, эти запасливые существа, наоборот, экономят воду самыми разными способами. Их хитиновый панцирь, препятствуя испарению, не выпускает и мельчайшую частицу влаги из тела. А специальные органы выделения, называемые мальпигиевыми сосудами, выкачивают всю жидкость из продуктов обмена веществ, и, благодаря этому, вода остается в теле хозяина. Поэтому-то и выделяют насекомые не жидкую мочевину, а совсем сухую мочевую кислоту.

Итак, логичного ответа на данный вопрос мне в те времена никто дать не мог. Самое интересное, что уже потом, поступив на биологический факультет МГУ им. Ломоносова и закончив его, я так и не смог узнать, как комару это удается, поскольку публикаций на эту тему не было, а мудрые профессора хранили недоуменное молчание. И лишь недавно мне удалось узнать ответ.

Биологи из Университета Франсуа Рабле (Франция), проведя серию измерений, выяснили, что во время сосания крови, голова и передняя часть груди комара, действительно нагревается. Однако весьма на короткое время и не так сильно, как это можно было бы предположить. А температура в центральной и задней части тела вообще не изменялась. Это навело их на мысль о том, что у этого маленького вампира присутствует какая-то система охлаждения, причем она расположена ближе к заднему концу тела.

Поначалу исследователи предположили, что, возможно, тепло забирают какие-то химические реакции, которые в момент питания активизируются в жировом теле насекомого (жировым телом называют ткань, содержащую множество клеток, хранящих липиды, которая расположена под панцирем из хитина в промежутках между органами). Однако исследования биохимиков показали, что никакой особенной синтетической активности в это время у комара нигде не наблюдается (она начинается позже, когда комар уже закончил трапезу).

Тогда ученые решили просто-напросто снять комара во время еды при помощи микроскопической инфракрасной видеокамеры. Но это было, конечно же, проще сказать, чем сделать. В конце концов, измучив несчастного добровольца, который был "подопытным кроликом", энтомологам удалось получить фильм, где кровосос был показан со всех сторон. И вот тут-то обнаружилась одна интересная вещь.

Оказывается,комартоже… потеет!Правда, делает это весьма своеобразно. Дело в том, что во время еды у комара на заднем конце брюшка появлялась капелька жидкости. Насекомое выпускало ее из одного дыхальца (внешнее отверстие органа дыхания — трахеи). Во время трапезы именно эта капелька играла роль своего рода "водяного холодильника" — оттягивала на себя тепло из всего тела и рассеивала его во внешнюю среду. Кроме того, кровосос время от времени втягивал ее обратно, как только она охлаждалось. Так что тенденция экономить воду и здесь присутствовала — насекомое явно не хотело зря терять влагу и использовало капельку для охлаждения несколько раз.

После этого ученые поставили один любопытный опыт — непосредственно перед обедом комарам дали попить подслащенной сахаром воды (имитирующей нектар, который не только безобидные самцы, но и кровожадные самки в природе пьют достаточно часто). В результате выяснилось, что напившийся комар во время обеда мог выпустить сразу несколько капель (из разных дыхалец). И вот что интересно — в отличие от предыдущего эксперимента, в данном случае у комара даже не нагревался передний конец тела. Что, конечно же, было куда полезнее для его комариного здоровья.

Итак, можно предположить, что перед обедом (хотя, конечно же, обедом это можно назвать с большой натяжкой, так как большую часть добытых из крови веществ комарихи не используют сами, а откладывают как питательный запас для будущих яиц — скорее, это поход в магазин детских товаров) комару необходимо выпить как можно больше жидкости.

В принципе, он может этого не делать, однако тогда ему будет сложнее охладиться, и это может сказаться на его здоровье. Поэтому не исключено, что такой "разгильдяй" просто не оставит нормального потомства. Следовательно, поведенческая реакция пить перед едой должна поддерживаться естественным отбором как благоприятная для выживания потомков.

Также любопытно, что пот комаров, в отличие от нашего, многоразовый — его можно выпускать и втягивать в себя несколько раз. И, кстати, он не имеет дурного запаха — ведь в нем нет мочевины, аммиака и летучих жирных кислот, которые заставляют неприятно пахнуть вспотевшего человека. Но и сигнальную функцию он также не выполняет, поскольку феромоны (вещества, привлекающие особь противоположного пола), в нем также отсутствуют.

Ученые считают, что эта полезная капелька, являющаяся водным холодильником, защищает не только само насекомое, но и разнообразных носителей болезней, например, малярийного плазмодия, который в определенной стадии своего жизненного цикла обитает в теле комаров, принадлежащих к родам Anopheles, Bironella и Chagasia.

Поскольку этот чувствительный паразит в стадии спорозоита (той, что проникает в организм человека) тоже не любит перегрева, то, охлаждаясь, комар и ему создает весьма комфортные условия. Биологи уверены в том, что если была бы возможность лишить комара этого способа охлаждения, то можно было бы не только нанести урон самим кровососам, но и избавиться от смертельно опасного заболевания.

Читайте также: Новый репеллент посадит комаров на диету

Интересно, что среди насекомых водное охлаждение используют не только комары. Было замечено, что в жаркий день медоносные пчелы (Apis mellifera), которые занимаются доставкой воды в гнездо, совершают свои рейсы куда чаще, чем обычно. Они приносят воду в зобиках и передают ее другим членам пчелиной семьи, чтобы те смогли охладиться, пропустив каплю через тело (выпускают они ее тоже через дыхальце). Но вот до многоразового охладителя, который используют комары, умные пчелы, тем не менее, додуматься так и не смогли.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"