Международный коллектив биологов выяснил, почему насекомые погибают от холода раньше, чем их ткани замерзают. Причиной оказался резкий сбой ионного баланса, который запускают даже умеренно низкие температуры. Об этом рассказывает Naked Science.
У чувствительных к холоду видов зимовка зависит от способности внутренних органов работать до замерзания жидкостей. Какой именно физиологический сбой убивает насекомых при охлаждении, долго оставалось неясным.
Специалисты Орхусского университета в Дании поставили опыты с мухами-дрозофилами. В трех режимах они замеряли выживаемость и содержание ионов калия в гемолимфе — аналоге крови. Также сравнили реакцию на холод у 25 видов мух разного происхождения и эволюционной истории и проверили насекомых одного вида, выращенных при температуре от 12 до 27 градусов Цельсия.
Во всех случаях смерть сопровождалась прогрессирующей гиперкалиемией. Когда уровень калия превышал норму в 2,5 раза, мышечные и нервные клетки утрачивали электрический потенциал и переставали работать. После этого насекомое погибало.
Критический уровень калия оказался почти одинаковым у разных видов. Различия в холодоустойчивости связаны с температурой, при которой разрушается ионный баланс: у адаптированных видов этот порог смещен ниже. Сопоставление с прежними работами показало, что похожий сбой ионной регуляции бывает и у других отрядов насекомых. Понимание механизма поможет точнее прогнозировать, как будут смещаться ареалы вредителей и опылителей на фоне климатических изменений.