А вы знали, что пауки нюхают ногами? Новое исследование подтвердило необычный способ обоняния пауков

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Флора и фауна

Пауки, эти древние обитатели нашей планеты, всегда были рядом с нами, но, как ни странно, многие аспекты их жизни остаются загадкой. Одна из таких тайн, долгое время ускользавшая от ученых, — это способ, которым пауки воспринимают запахи. Как оказалось, разгадка лежит буквально у них под ногами.

Недавнее исследование, опубликованное в авторитетном научном журнале, пролило свет на эту загадку. Ученые выяснили, что самцы пауков используют специальные обонятельные волоски, расположенные на их ногах, как своего рода «носы» для обнаружения половых феромонов, выделяемых самками. Эти волоски, называемые сенсиллами со стенными порами, оказались ключом к пониманию паучьего обоняния.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Десятилетняя охота за неуловимыми сенсиллами

Более десяти лет ученые безуспешно искали эти загадочные сенсиллы. Теперь же, благодаря новым технологиям и кропотливой работе, они не только были идентифицированы, но и точно картированы. Это открытие не просто ставит точку в давних поисках, но и открывает двери для новых, более глубоких исследований механизмов обоняния у этих удивительных существ.

Интересно, что пауки, хотя и обладают прекрасным чувством вибрации и, в некоторых случаях, отличным зрением, до сих пор оставались загадкой в плане обоняния. Мы знали, что они способны распознавать запахи, в том числе половые феромоны, но оставались открытыми два фундаментальных вопроса: какой орган отвечает за их обоняние, и как они это делают, учитывая отсутствие усиков и специализированных структур, как у насекомых.

(A) На снимке, полученном с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), мы видим общую картину сенсиллы со стенными порами (wps). У неё есть основание-гнездо (so) и тупой кончик. Обратите внимание, что ствол сенсиллы (sh) гладкий и не имеет пор в своей нижней части. (B) На увеличенном изображении ствола сенсиллы видны стенные поры (некоторые из них отмечены стрелками) в бороздчатой области. (C) Снимок, сделанный с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ), показывает поперечный срез средней части ствола сенсиллы. Видно, что стенные поры (wp) связаны с продольными каналами ствола (lca), а также с внешним лимфатическим пространством сенсиллы (osl), расположенным внутри неё. (D) В основании сенсиллы стенные поры отсутствуют, однако продольные каналы ствола (lca) присутствуют по всей его длине. Дендриты (de) находятся во внутреннем лимфатическом пространстве сенсиллы (isl) и окружены дендритной оболочкой (ds). (E) На увеличенном изображении видно три дендрита во внутреннем лимфатическом пространстве сенсиллы, окруженные сплошной дендритной оболочкой. Дополнительные обозначения: отростки вспомогательных клеток оболочки (pasc), спицевой канал (sca) и кутикула стенки ствола (swc). Цитирование: M.B. Talukder, C.H.G. Müller, D. Zhang, S. Schulz, C. Löfstedt, H. Wang, G.B. Uhl, Olfaction with legs—Spiders use wall-pore sensilla for pheromone detection, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (3) e2415468121, https://doi.org/10.1073/pnas.2415468121 (2025).
Автор: M.B. Talukder et al. Источник: www.pnas.org
Секрет кроется в ногах

Оказалось, что пауки нашли свой уникальный способ «нюхать». Исследование показало, что на ходильных ногах самцов пауков-ос Argiope bruennichi есть ранее упущенные из виду сенсиллы со стенными порами. Именно эти микроскопические структуры позволяют им с высокой чувствительностью улавливать половые феромоны, переносимые по воздуху.

Причем, что важно, эти сенсиллы оказались характерными не только для одного вида пауков. Исследователи обнаружили их у многих других видов, что говорит о том, что «нюхательные ноги» — довольно распространенное явление в паучьем мире.

Микроскопические тайны

Изучая пауков под микроскопом, ученые обнаружили, что сенсиллы со стенными порами расположены в верхней части ног самцов, в местах, которые редко контактируют с поверхностью. Это наводит на мысль, что они действительно предназначены для улавливания запахов, а не для чего-либо другого. В свою очередь, «вкусовые» сенсиллы расположены в нижней части ног, что вполне логично, учитывая их функцию.

Любопытно, что сенсиллы со стенными порами были найдены только у взрослых самцов, а не у юных особей или самок. Это подтверждает их важную роль в процессе поиска и распознавания партнеров для размножения.

Нейронный ответ на запах

Для того чтобы убедиться в обонятельных способностях сенсилл, ученые провели эксперименты с пауками A. bruennichi. Этот вид пауков был выбран не случайно, так как химическая структура его половых феромонов уже была известна. Ученые ввели электроды в сенсиллы пауков и воздействовали на них феромонами.

Результаты поразили: даже ничтожное количество феромонов, всего 20 нанограмм, вызывало мощный отклик в нейронных клетках сенсилл. Это доказывает, что обонятельные способности пауков чрезвычайно развиты, порой не уступая даже самым чувствительным системам насекомых.

(A) Схема, показывающая, как летучее вещество ТММС, выделяемое самкой, улавливается сенсиллами со стенными порами самца A. bruennichi. (B) Реакция сенсиллы со стенными порами (на бедре первой ходильной ноги самца A. bruennichi) на синтетический феромон. ТММС растворялся в дихлорметане (ДХМ) и в виде стимула наносился на фильтровальную бумагу в пробирке. Различные дозировки отмечены на каждом графике. Горизонтальная полоса внизу показывает период подачи стимула в течение 0,5 секунд после 2-секундной записи спонтанных потенциалов. Амплитуда потенциалов указана в милливольтах (мВ). (C) Реакция сенсиллы со стенными порами (на голени первой ходильной ноги самца A. bruennichi) на контрольный образец растворителя ДХМ, экстракт шелка 0,1 самки (fe), который содержал около 490 нг феромона, и синтетический феромон ТММС в дозировке 400 нг. (D) Реакция сенсиллы со стенными порами (на голени первой ходильной ноги самца A. bruennichi) на контрольный образец растворителя ДХМ, минорный компонент октанамид, содержащийся в шелке самки, в дозировке 12 мкг, и экстракт шелка 0,02 самки (fe), который содержал примерно 100 нг феромона. (E) Типичная картина спонтанных потенциалов действия, зарегистрированных от совместно расположенных нейронов в протестированных сенсиллах со стенными порами самцов A. bruennichi. В общей сложности было обнаружено четыре физиологически активных нейрона, названных «Cell_a» до «Cell_d». Эти нейроны организованы в бинарные или тернарные комбинации, то есть a+b, a+c и a+b+d. Нейроны представлены в виде наложений или отдельных изображений с цветовым кодированием. Феромон-опосредованные потенциалы действия регистрировались от нейрона «Cell_a», обозначенного красным цветом. Цитирование: M.B. Talukder, C.H.G. Müller, D. Zhang, S. Schulz, C. Löfstedt, H. Wang, G.B. Uhl, Olfaction with legs—Spiders use wall-pore sensilla for pheromone detection, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (3) e2415468121, https://doi.org/10.1073/pnas.2415468121 (2025).
Автор: M.B. Talukder et al. Источник: www.pnas.org
Распространение «нюхательных ног»

Исследователи также проверили 19 других видов пауков, представляющих различные семейства. И что же? Оказалось, что сенсиллы со стенными порами присутствуют у большинства из них, причём также только у самцов.

Однако есть и исключения. У базальных групп пауков, таких как азиатские пауки-люки, сенсиллы отсутствуют. Это указывает на то, что «нюхательные ноги» развивались у пауков независимо несколько раз и в некоторых случаях могли быть утрачены в ходе эволюции.

Впереди новые открытия

Это исследование открывает новую главу в изучении мира пауков и их восприятия. Осталось еще много вопросов, на которые нужно найти ответы. Например, как же самки пауков обнаруживают запахи, если у них нет сенсилл со стенными порами? Какие еще запахи могут распознавать пауки, и как это влияет на их поведение и жизнь? И наконец, как же именно развивалось чувство обоняния у этих удивительных существ за миллионы лет?

Эти вопросы лишь верхушка айсберга, и, будем надеяться, что будущие исследования принесут нам еще больше открытий о жизни пауков. Они, как оказалось, не просто ползают и плетут паутины, но и могут «нюхать» ногами, что делает их еще более удивительными и загадочными созданиями природы.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

До какой скорости разгонялась «тройка» лошадей, и почему боковые кони смотрят в разные стороны

Русская «тройка» — это не просто обычная упряжка из трёх лошадей, а яркий символ русской культуры, который на протяжении веков олицетворял мощь, скорость и гармонию, душу русского...

Почему на старинных ключах часто делали декоративные узоры?

Старинные ключи — это не только инструменты открывающие замки, но и настоящие произведения искусства. Богато украшенные узорами, они привлекают внимание и сегодня, становясь объектом...

Квантовый зоопарк пополняется. Встречайте — дробные экситоны: гибриды бозонов и фермионов

Мир квантов — это загадочная территория, где правила, привычные нашему повседневному опыту, перестают действовать. Здесь частицы могут одновременно находиться в нескольких местах,...

Ученые впервые «увидели» магнитные скирмионы при комнатной температуре: прорыв в технологиях хранения данных?

Представьте себе крошечные водовороты, закрученные не в воде, а в самом сердце магнитных материалов. Эти вихревые образования, известные как магнитные скирмионы, давно будоражат умы ученых, но до...

Новый гамма-монстр? Радиогалактика 3C 216 «засветилась» на весь космос

Представьте себе космический маяк, невидимый для человеческого глаза, но ослепительно яркий в гамма-диапазоне. Именно таким предстала перед учеными радиогалактика 3C 216, расположенная на огромном...

Просчитались только в одном: что не так с секундной стрелкой в часах Citizen Promaster NY0084-89EE

Citizen — один из ведущих японских производителей часов и механизмов. Те, кто покупает часы, даже не сталкиваясь напрямую с Citizen, скорее всего с брендом знаком: значительная часть...