Обнаружена невероятно живучая личинка глубоководного комара

Каждый день крошечные личинки насекомых ныряют в озеро Малави. Там, на глубине более 200 метров, эти прозрачные «стеклянные черви» — мотыли комаров-колокольчиков рода Chaoborus — пережидают световой день, пока наверху властвуют хищные рыбы. Ночью личинки возвращаются на поверхность для кормления. Такая миграция требует выдерживания давления, в 20 раз превышающего нормальное, что привело бы к гибели большинства людей и долгое время считалось невозможным для насекомых. Теперь ученые понимают, как личинкам комаров удается выжить. Дело в особом строении их воздушных мешков. Статья опубликована в журнале Science.

В отличие от позвоночных, у насекомых нет легких — их тело пронизано трахейной системой, состоящей из заполненных воздухом трубок. Частью этой системы являются воздушные мешки, которые у большинства видов используются для дыхания. Однако личинки Chaoborus используют их для контроля глубины ныряния.

Фил Мэтьюз, физиолог из Университета Британской Колумбии (Канада), еще в 2022 году выяснил, что стенки мешков состоят из полосок кутикулы и эластичного белка резилина, окруженных защитным слоем ткани. Химические изменения в теле личинок заставляют мешочки растягиваться или сжиматься, позволяя насекомому проникать глубже или всплывать на поверхность.

Внутренние органы рекордной прочности

Чтобы выяснить прочность воздушных мешков стеклянных червей, ученые отправились на озеро Малави, где местный вид Chaoborus edulis превращается из личинок во взрослых особей. Воздушные мешки личинок рассеивают звуковые волны, поэтому исследователи использовали сонар. Они обнаружили, что в течение дня стеклянные черви ныряют в среднем на 213 метров, а иногда и на глубину до 258 метров.

Затем команда сравнила устойчивость пакетов разных видов. В лабораторных барокамерах личинки из Малави выдерживали давление, сравнимое с погружением на глубину до 500 метров, тогда как их сородичи из более мелких озер погибали на гораздо меньших уровнях.

«Мы продолжали увеличивать давление и увеличивать давление, думая, что они вот-вот лопнут», — сказал Мэтьюз. «Но прошло полчаса, а мы продолжили его наращивать».

Чудо эволюции

Оказалось, что у личинок из Малави воздушные мешки более узкие и менее изогнутые, что снижает нагрузку от давления. Кроме того, по мере погружения они становятся значительно более жесткими. Ученые предполагают, что, поднимаясь на поверхность, личинки с помощью специальных химикатов меняют объем мешков, а затем фиксируют их в жестком состоянии, чтобы они медленно опускались на дно.

Ранее биологи считали, что трахейная система насекомых не позволяет им жить на глубине. Сейчас очевидно, что эта точка зрения ошибочна. Стеклянные черви продемонстрировали удивительную способность приспосабливать воздушные мешки к жизни на глубине. Это приспособление не встречается ни у одного другого насекомого.