Ранее полагали, что органы чувств бабочек ограничиваются исключительно усиками, но современные научные исследования выявили наличие сенсорных рецепторов в самых разнообразных областях тела этих насекомых. Немецкие ученые впервые представили неопровержимые свидетельства того, что крылья табачного бражника функционируют как полноценный обонятельный орган, способный определять химические соединения, испускаемые растениями, служащими для откладки яиц.

В течение многих лет в научном сообществе преобладали представления о том, что усики-антенны являются главными, если не единственными структурами, отвечающими за восприятие запахов у насекомых. Но современные исследования поставили это утверждение под сомнение. В ходе экспериментов было установлено наличие генов, кодирующих обонятельные рецепторы, в самых разных частях тела: на ротовых органах, конечностях, половых отверстиях и даже крыльях.

Эти находки указывают на то, что система восприятия запахов у насекомых значительно более разветвленная и охватывает все тело. Это также предполагает, что крылья могут выполнять не только функцию перемещения в пространстве, но и другие роли. Однако до последнего времени ученые практически ничего не знали о механизмах функционирования обонятельной системы на крыльях, особенно у бабочек.

Специалисты из Института химической экологии им. Макса Планка (ФРГ) решили проверить наличие и характер обонятельных функций у крыльев бражника табачного Manduca sexta. Этот вид насекомых часто используется в качестве модельного объекта при проведении нейробиологических и экологических экспериментов. О результатах исследования рассказал Journal of Experimental Biology.

Для подтверждения гипотезы о способности крыльев воспринимать запахи, исследователи провели ряд лабораторных испытаний. В первую очередь они изучили структуру поверхности крыла с использованием высокомощной микроскопии.

На периферии крыльев обнаружены уникальные волоски. У подножия каждого такого выроста располагается гибкая структура, позволяющая воспринимать тактильные ощущения, а на самом завершении – микроскопическая область для определения вкуса вещества, с которым соприкаснётся бабочка. Подобные области присутствуют по всей поверхности волоска и служат основным индикатором обонятельных сенсоров. Конструкция предполагает проникновение молекул запаха через эти области непосредственно к нервным терминалам.

Генетический анализ клеток крылышек продемонстрировал активность генов, кодирующих специфические обонятельные рецепторы – те же самые гены, которые у других насекомых отвечают за восприятие аминов и кислот. Однако ген основного сенсорного белка, присутствующий в усиках, отсутствовал. Это указывает на то, что крылья используют уникальный механизм для обнаружения ароматов.

Чтобы удостовериться в достоверности полученных данных, исследователи использовали фрагмент крыла и подвергли его воздействию воздушного потока с различными ароматическими веществами, фиксируя при этом электрическую активность. Из широкого спектра запахов, включавшего цветы, растительность и химические соединения, реакцию вызвало лишь два компонента: пирролидин и пиперидин.

Эти соединения являются летучими аминами – компонентами сока пасленовых растений, которые выбирает самка бабочки для откладывания яиц. После удаления края крыла с обонятельными щетинками способность к восприятию запаха не исчезла, что дополнительно подтвердило наличие сенсорных структур под чешуйками по всей поверхности крыльев. Следовательно, можно утверждать, что крылья табачного бражника – это самостоятельный орган чувств с собственной системой распознавания.