вторник, 10 апреля 2012 г.

Почему насекомые дышат через раз

Почему насекомые дышат через разПеребои в работе дыхательной системы у насекомых не связаны с механизмами защиты от окислительного стресса, как считали раньше.

В 2005 году энтомологи обнаружили, что куколки бабочки дышат с перерывами. Вне зависимости от содержания кислорода в воздухе его уровень в тканях куколки оставался низким. Тогда исследователи предположили, что перерывы в дыхании связаны с тем, что насекомое хочет обезопасить себя от окислительного стресса: в период метаморфоза уровень метаболизма не слишком высок, и вредные окислители не успевают своевременно ликвидироваться.

Чтобы проверить эту гипотезу, учёные из Университета Аделаиды (Австралия) решили посмотреть, как дышат взрослые насекомые, и выбрали для этого саранчу. Дыхательная система насекомых представляет сеть трахей, пронизывающих всё тело и открывающихся наружу отверстиями — дыхальцами. Несмотря на кажущуюся простоту, такая система воздухоснабжения необычайно эффективна; она позволяет насекомым ускорять свой обмен веществ от 40 до 100 раз. Учёные вживили в трахеи саранчи оптоволоконные электроды, которые сообщали об уровне кислорода в теле насекомого.

Результаты эксперимента заставили его авторов усомниться в том, что «прерывистое дыхание» нужно насекомым для снижения уровня кислородных радикалов. Взрослая саранча тоже дышала с перерывами, но, как пишут исследователи в журнале Biology Letters, кислород в организме насекомого ни разу не падал до того уровня, который необходим для снижения окислительного стресса. Решающим фактором здесь было количество углекислого газа. Куколки бабочек могли переносить большую концентрацию углекислого газа внутри себя, из-за чего и уровень кислорода падает у них до необычайно низкого значения. Взрослой саранче, чтобы вывести СО2 из организма, приходится чаще открывать дыхальца, поэтому уровень кислорода у неё остаётся относительно высоким.

Но всё это не даёт ответа на вопрос, почему насекомые дышат через раз. По одной из версий, это помогает экономить влагу тем, кто живёт в засушливых местах. Но и насекомые из влажных тропических лесов поступают точно так же: на какое-то время закрывают дыхальца, перекрывая себе газообмен. Единственное объяснение, предлагаемое авторами исследования, таково: паузы в работе дыхательной системы соответствуют паузам в работе мозга. Известно, что похожий феномен наблюдали у тараканов, когда у них перекрывали пути сообщения между мозгом и трахеями. Возможно, насекомые во время периодов отдыха и сна просто дают возможность мозгу отдохнуть ещё и от контроля над дыхательной системой.

Подготовлено по материалам ABC Science.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Здоровье":

Как опиоиды вызывают нервное воспаление
Опиоидные молекулы действуют не только на нейроны, но и на обслуживающие их глиальные клетки, которые расценивают это как признак бактериального вторжения и запускают иммунный ответ. Опиоидные анальгетики могут стать причиной нервного воспаления. Этот побочный эффект опиоидов известен давно, но сейчас учёным удалось познакомиться с его молекулярным механизмом. Исследователи из Университета Колор...
  (читать дальше)

Учёные разглядели многоликость в одной из самых ужасных форм рака молочной железы
Международная научная группа, включающая четырёх специалистов из Университета Симона Фрейзера (Канада), совершила открытие, которое изменит подход к лечению самой смертоносной формы рака груди. Статья с подробностями исследования и полученными результатами появилась в журнале Nature. Это самый глубокий и широкий анализ того, что, как полагали, является трижды негативным раком молочной железы. Пя...
  (читать дальше)

Наночастицы с инкапсулированной малой интерферирующей РНК останавливают рост опухоли
Научные группы из Университета Эмори под руководством Донга Шина и Калифорнийского технологического института, возглавляемая Марком Дэвисом, продемонстрировали высокую эффективность наночастиц, транспортирующих малые интерферирующие молекулы РНК (siRNA), в лечении опухолей головы и шеи. Результаты работы опубликованы в Journal of Controlled Release. Лекарственные препараты на основе siRNA-технол...
  (читать дальше)

Стремление к вечной жизни как двигатель прогресса?
Представьте себе, что вы умерли. Что приходит на ум? Вы в гробу в окружении семьи и друзей? Полная темнота и пустота? В любом случае, думая об этом, вы находитесь в сознании. В действительности никто не способен представить себя мёртвым — как и неродившимся. С этой точки зрения смерти нет. И всё же мы каким-то образом знаем, что она есть, ибо все люди неизбежно умирают. Всё это известно очень, о...
  (читать дальше)

Альтернативная энергетика встаёт на волну
Израильская компания SDE заявляет о том, что её оборудование показало для прибрежных волновых электростанций возможность генерации электроэнергии за неправдоподобные 2 цента за киловатт-час. Безудержная пиар-кампания, это понятно. Но каковы реальные перспективы и возможности данной технологии? Глава SDE Шмуэль Овадия сообщил, что разработанный и прошедший опытную проверку метод — самый практичны...
  (читать дальше)

Можно ли предсказать болезнь по геному?
Учёные вдруг усомнились в предсказательно-диагностических возможностях секвенирования геномной ДНК. С секвенированием ДНК в медицине связывают большие надежды, поскольку этот метод даёт, на первый взгляд, удивительно мощный инструмент для диагностики. И даже не столько для диагностики, сколько для предсказания возникновения болезней. Анализ генома позволил бы сказать, например, грозит ли человек...
  (читать дальше)

Радиоуправляемые наночастицы золота выжигают раковые опухоли изнутри
Нанотермальная терапия, использующая наночастицы для выжигания опухолей изнутри, — один из самых многообещающих способов применения нанотехнологий (в их нынешнем состоянии) как для повышения эффективности противоракового лечения, так и для уменьшения его побочных эффектов. Группа учёных из Техасского центра раковой наномедицины (США) продемонстрировала, как раковые клетки печени захватывают наноча...
  (читать дальше)

Создана универсальная вакцина против сезонного гриппа
Чтобы отразить атаки сезонных штаммов вируса гриппа, исследователи разработали вакцину, которая использует молекулярные особенности, общие для 10 тысяч разновидностей вируса. Однако от создания истинно универсальной противогриппозной вакцины учёные пока далеки. Обычная противогриппозная вакцина учит иммунитет распознавать белки вирусной оболочки. Но вирус гриппа постоянно вносит поправки в свой ...
  (читать дальше)

Новый метод ранней диагностики рака груди требует лишь каплю крови
По статистике, у каждой восьмой женщины диагностируется рак молочной железы. Обычная врачебная мантра, обращённая к потенциальным пациенткам, звучит так: чем раньше мы обнаружим онкологическое заболевание, тем выше у вас шансы на успешное лечение и долгую жизнь. К сожалению, раннее диагностирование рака груди — задача не такая простая, поскольку маммография до сих пор остаётся весьма обременительн...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)