Водяные блохи рода дафнии обнаруживают с помощью химических веществ, охотятся ли их хищники, а именно личинки Chaoborus, в их окрестностях. Если так, они генерируют защиту, которая делает их более трудными для потребления. Сигнальные молекулы, которые обеспечивают обнаружение, были идентифицированы биологами и химиками из Рурского университета Бохума, Университета Дуйсбурга-Эссена и Университета Бирмингема. Это смесь веществ, которая происходит во время пищеварительных процессов личинок Chaoborus. Исследователи обсуждают свои выводы в журнале Nature Chemical Biology, опубликованном 14 ноября 2018 года.

На фото: Личинки Chaoborus выделяют в воду химические вещества, которые обнаруживаются их добычей. Фото: Линда Вайс

Для исследования группа, возглавляемая доктором Линдой Вайс и профессором Ральфом Толлрианом из Института экологии, эволюции и биоразнообразия животных в Бохуме, сотрудничала с кафедрой неорганической химии I в Бохуме профессора Нильса-Мецлера-Нольте, кафедрой прикладных наук профессора Оливера Шмитца. Аналитическая химия в Дуйсбурге, и доктор Ульф Зоммер из Университета Бирмингема.

Галстуки и шипы против хищников

Дафнии способны выращивать галстуки, то есть шипы в области шеи или шипы на экзоскелете, которые затрудняют их употребление личинками Chaoborus. Тем не менее, дафнии усиливают эту защиту только в том случае, если хищник действительно находится поблизости. «Долгое время оставалось загадкой, почему хищники предупреждают о своем присутствии химическими веществами, хотя это явно является для них недостатком», — говорит Линда Вайс.

«Еще 40 лет назад исследователь пытался определить вещества, с которыми хищники предают свое присутствие», — рассказывает Ральф Толлриан, глава Института экологии, эволюции и биоразнообразия животных, который изучает эту тему с момента своего Ph. D. Тезис. Но потребовались современные методы, такие как масс-спектрометрия высокого разрешения, чтобы разгадать тайну.

Химические сигналы, вызванные пищеварительными процессами

Вместе со своими коллегами Вайс и Толлриан выяснили, что личинки Chaoborus выделяют в воду не менее пяти различных веществ, которые может обнаружить дафния. Вещества играют важную роль в процессах пищеварения личинок, так как они высвобождаются, когда хищник выплевывает неперевариваемые компоненты обратно.

«Это объясняет, почему животные не могут остановить выброс химических сигналов», — говорит Толлриан. «Преимущество для личинок, когда вещества являются частью их пищеварительных процессов, больше, чем недостаток в предательстве их присутствия в качестве жертвы».

Вещества, изготовленные искусственно

Кроме того, исследователи разработали вещества в лаборатории, чтобы проверить их действие. Они добавили их к культурной дафнии и проанализировали защитные механизмы, выросшие в результате. Дафния реагировала на искусственно созданные вещества таким же образом, как и на присутствие личинок Chaoborus в их окрестностях.

В последующих исследованиях исследователи намереваются идентифицировать рецепторы, используемые дафнией для обнаружения сигнальных молекул и декодирования точного пути передачи сигнала.

По материалам phys.org