Жизнь плодовой мушки полна опасностей. Каждый день приносит с собой шанс быть прогнанным, шлепнутым или проглоченным. Теперь исследователи впервые оценили, насколько суровой может быть их короткая жизнь. В дикой природе около трети этих насекомых каким-либо образом травмированы или ранены, пишут ученые в статье, опубликованной в Royal Society Open Science. Более того, травмы могут играть важную роль в развитии их иммунной системы.
Современная плодовая муха (Drosophila melanogaster) появилась на юге Африки около 10 000 лет назад. Сегодня они летают по мусору на всех континентах, включая Антарктиду. Вы, вероятно, даже видели несколько из них, порхающих вокруг старых фруктов на вашей кухне.
Софи Армитидж, эколог-эволюционист из Свободного университета Берлина (FUB), заинтересовалась ранами от мух после обсуждения с коллегой вреда, наносимого насекомыми паразитическими клещами. Она поняла, что такие раны могут быть потенциальными точками входа для патогенов, которые, возможно, повлияли на эволюцию их иммунной системы. Тем не менее, несмотря на то, что плодовых мух широко используют в лабораториях для исследований иммунной системы, никто не обращал внимания на то, как часто они получают раны – от клещей и других причин – в дикой природе.
В поисках ответов коллега Армитиджа Бенгису Субаси, также эволюционный эколог из FUB, разослала письма фермерам по всей Германии и спросила, может ли она приехать, чтобы собрать мух, порхающих вокруг их ферм. Только трое согласились. В течение трех сезонов в 2021 году Субаси делала низкотехнологичные ловушки из бутылок с водой, протыкая в них отверстия, заполняя их гниющими фруктами и сухими дрожжами и подвешивая их на деревьях или около компостных куч. Всего исследователи собрали около 10 000 плодовых мух.
Это была самая легкая часть. Осмотр насекомых был более утомительным. Субаси внимательно изучала каждую муху под микроскопом и искал признаки травм, такие как отсутствующие части тела или пятна темного пигмента под названием меланин, который насекомые используют для затыкания ран.
Из мух, проверенных Субаси на наличие травм, около трети имели видимые внешние повреждения головы, грудной клетки, живота или ног. А из насекомых, которых Субаси проверила на наличие травм крыльев, около 20% летали с поврежденным оборудованием, в том числе у некоторых отсутствовали целые части крыльев. В целом живот был наиболее часто поражаемой частью тела.
Любопытно, что самки примерно в четыре раза чаще получали травмы живота, чем самцы. Армитидж говорит, что непонятно, почему так происходит. Возможно, они живут дольше и, следовательно, имеют больше времени, чтобы получить травму, или это может быть как-то связано с брачным поведением. «У самца есть эти отростки, которые открываются и пронзают внутреннюю часть самки», — говорит Армитидж. Более половины исследованных самок мух показали признаки ранений от этого ужасного ритуала ухаживания, что может объяснять более высокую частоту травм живота.
Клещи, которые прикрепляются к мухам, чтобы подцепить их, также могут травмировать мух. То же самое могут делать и драки между самцами. И, конечно же, как и мы, мухи получают раны, натыкаясь на препятствия по мере продвижения по жизни. Понимание того, откуда именно берутся эти раны и как реагирует иммунная система мух, станет важным следующим шагом в этом исследовании, говорит Иоаннис Элефтерианос, иммунолог из Университета Джорджа Вашингтона.
Эти результаты, вероятно, недооценивают, сколько диких мух получают травмы, поскольку те, у кого были более серьезные ранения, вероятно, погибали или не могли попасть в ловушки. Тот факт, что так много мух получают — и выживают — травмы, говорит о том, что способность заживать от ран, вероятно, сыграла большую роль в эволюции их иммунной системы, говорит Армитидж. Бели добавляет: «Мы узнаем благодаря исследованиям, подобным этому, что травмы имеют огромное значение с экологической и эволюционной точки зрения».
