Немецкие исследователи доказали способность табачного бражника (Manduca sexta) чувствовать запахи с помощью крыльев. Оказывается, крылья насекомых не только ощущают дуновения ветра, но и обладают полноценным обонянием. Ученые установили, что эта способность помогает самкам находить нужные растения для кладки яиц. Исследование опубликовали в журнале Journal of Experimental Biology.

Как крылья распознают запахи

Биологи из Института химической экологии Общества Макса Планка (Германия) Соня Биш-Кнаден и Билл Ханссон сначала обнаружили в крыльях табачного мотылька особые рецепторные белки. Эти элементы способны распознавать различные ароматы. Однако для полноценной передачи обонятельных сигналов мотылькам требовались специальные чувствительные волоски. Ученый Ахмед Исмаил изучил края крыльев насекомого под электронным микроскопом. Среди длинных чувствительных к прикосновениям волосков он заметил короткие пористые структуры. Именно эти микроскопические детали отвечают за восприятие запахов в воздухе.

Чтобы проверить работу найденных органов, ученые собрали генетический материал с поверхности крыльев. В ходе длительного анализа специалисты определили присутствие 33 вкусовых и обонятельных рецепторов. При этом 15 из них находились прямо по краю крыла, где и располагались найденные пористые волоски. Сравнение структуры белков с аналогичными органами у других насекомых показало интересную деталь. Крылья мотыльков оказались способны распознавать горький вкус и аромат химических соединений аминов, которые человеку напоминают запах испорченной рыбы.

Какие запахи воспринимают рецепторы

В ходе эксперимента исследователь подключил крыло мотылька к электрической цепи и начал подавать на него различные пахучие вещества. Ученые использовали самые разные ароматы — от фруктовых и цветочных до резких гнилостных запахов. Крыло насекомого среагировало только на два конкретных соединения — пирролидин и пиперидин. Оба этих вещества входят в состав листьев пасленовых растений, на которые самки табачного бражника обычно откладывают яйца. Даже после удаления краев крыло по прежнему улавливало  амины. Это доказало расположение чувствительных волосков по всей его площади.

Для поиска конкретных белков, которые отвечают за передачу запаха, ученые применили искусственный интеллект. Алгоритм спрогнозировал трехмерные структуры десяти потенциальных рецепторов. Исследователи виртуально поместили молекулы запаха в модели найденных белков. Молекулы идеально подошли к связывающим карманам двух белков-кандидатов. Таким образом ученые окончательно подтвердили наличие у крыльев мотылька обоняния для поиска нужных растений.