Ученые давно заметили, что насекомые могут помочь понять, как глобальное потепление влияет на поведение и распространение видов. Но как именно мухи чувствуют температуру и реагируют на нее? Это до сих пор остается загадкой.

Исследователи из Северо-Западного университета решили разобраться в этом вопросе. Они взяли два вида мух: одни живут в прохладных лесах Северной Калифорнии, другие — в жарких пустынях Юго-Запада США. Оба вида — родственники обычной лабораторной мухи дрозофилы. Ученые обнаружили, что эти мухи по-разному реагируют на тепло.

Лесные мухи избегают высоких температур. Их усики, которые работают как датчики тепла, очень чувствительны. А вот пустынные мухи, наоборот, тянутся к теплу. Это связано с тем, что их мозг по-другому обрабатывает сигналы от усиков. Ученые считают, что такие различия появились в ходе эволюции, когда каждый вид приспосабливался к своей среде обитания. Их общий предок жил около 40 миллионов лет назад, сразу после вымирания динозавров.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, помогают понять, как животные выбирают комфортную для себя температуру. Это важно, чтобы предсказать, как изменение климата повлияет на поведение и распространение видов.

Насекомые находятся под угрозой из-за изменения климата, — говорит нейробиолог Марко Галлио. — Они первыми реагируют на изменения среды. Мы уже видим, как сокращаются популяции насекомых, а некоторые виды, например переносчики малярии, расширяют свои ареалы.

Галлио, который называет себя «защитником насекомых», изучает мух и их сенсорные системы. Он признает, что данных о насекомых мало, потому что „не так много людей о них заботятся“. Но то, что есть, показывает резкое сокращение численности насекомых за последние 20-50 лет. Хотя некоторые могут радоваться, что мух и комаров становится меньше, Галлио предупреждает: это плохая новость для всей планеты.

Насекомые — основа пищевых цепочек. Они опыляют 70% сельскохозяйственных культур. Если их станет меньше, это ударит по экосистемам и людям.

Чтобы понять, как мухи реагируют на температуру, ученые изучили их мозг. Раньше они уже исследовали, как мухи реагируют на тепло и холод. Теперь они сравнили два вида: лесных и пустынных мух. Используя генетические инструменты, включая CRISPR, ученые изменили гены мух и посмотрели, как это повлияет на их поведение.

Мэтью Капек, ведущий автор исследования, объяснил, что сначала они нашли различия в молекулах, которые чувствуют тепло. У лесных мух эти молекулы активируются при более низких температурах, чем у пустынных. Но этого было недостаточно, чтобы объяснить, почему пустынные мухи любят тепло.

Пустынные мухи тянутся к температуре около 90 градусов по Фаренгейту, а лесные предпочитают чуть ниже 70, — говорит Капек. — У пустынных мух мозг как будто говорит им, что тепло — это хорошо, и нужно искать его.

Галлио сначала не мог понять, зачем мухам в пустыне искать тепло. Но поездка в пустыню Анза-Боррего в Калифорнии дала ответ.

Там днем очень жарко, но ночью становится холодно, — говорит Алессия Пара, соавтор исследования. — Мухам приходится постоянно искать идеальную температуру: днем прятаться в тени, а ночью греться в кактусах.

Для пустынных мух это вопрос выживания. Лесные мухи могут не обращать внимания на температуру, пока она не станет опасной. Но для пустынных мух это постоянная борьба.

Эта работа помогает понять, как животные приспосабливаются к разным условиям, — говорит Галлио. — Мы хотим узнать больше о том, как они реагируют на изменения климата. И, конечно, мы надеемся, что это поможет людям ценить и защищать насекомых.

Ранее ученые заявили, что насекомые важны для мегаполисов, потому что уничтожают пищевые отходы.