• 16.01.2022 13:23

    Общественные осы построили флуоресцирующие гнезда

    Автор:beron

    Авг 28, 2021 ,
    Общественные осы построили флуоресцирующие гнезда

    Общественные осы построили флуоресцирующие гнездаОбщественные осы построили флуоресцирующие гнездаОбщественные осы построили флуоресцирующие гнездаОбщественные осы построили флуоресцирующие гнездаОбщественные осы построили флуоресцирующие гнезда

    Гнездо осы из рода Polistes сияет зеленовато-желтым в луче ультрафиолетового фонарика.

    Энтомологи обнаружили, что гнезда четырех видов ос из Вьетнама под воздействием ультрафиолета испускают зеленовато-желтое сияние. Кроме того, флуоресцентные гнезда создают два вида ос из Южной Америки и Европы — правда, их постройки светятся уже синим. Источником сияния, скорее всего, являются флуоресцентные белки в составе волокон шелка, из которых сделаны крышечки сот. По мнению ученых, флуоресцирующие крышки сот могут защищать развивающихся под ними личинок от ультрафиолета или служить маяком для ос-фуражиров, возвращающихся в гнездо в сумерках. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Journal of The Royal Society Interface.

    Флуоресценция, то есть способность поглощать свет с определенной длиной волны и излучать его на большей длине волны, но с меньшей энергией, широко распространена в животном мире. Данная черта особенно характерна для беспозвоночных, от медуз до скорпионов. Впрочем, в последние годы зоологи обнаруживают все больше примеров флуоресценции среди позвоночных: рыб, рептилий, птиц и даже млекопитающих. А недавно стало известно, что флуоресцировать способны практически все виды амфибий.

    Команде энтомологов во главе с Сержем Бертье (Serge Berthier) из Сорбонны удалось обнаружить еще один необычный пример биофлуоресценции. Во время работ в тропических лесах на севере Вьетнама исследователи обнаружили, что гнезда четырех местных видов общественных ос из рода Polistes (P. brunetus, P. lepcha, P. japonicus и еще одного неопознанного вида) испускают сильное зеленовато-желтое сияние, если ночью посветить на них ультрафиолетовым фонариком. В природе это свечение заметно невооруженным глазом с пяти-двадцати метров. Гнезда двух других видов ос, P. canadensis и P. gallicus, собранные во Французской Гвиане и на юге Франции соответственно, также светятся в ответ на воздействие ультрафиолетом. Правда, испускают они не зеленовато-желтый, а синий свет. 

    У всех шести видов флуоресцируют не гнезда целиком, а лишь полупрозрачные крышки, которые закрывают соты и состоят из выделенных взрослыми особями волокон шелка и белков. Как показал лабораторный анализ собранных гнезд, именно эти волокна, точнее, некие белки в их составе, отвечают за сияние в ультрафиолетовом свете.

    Общественные осы построили флуоресцирующие гнездаОбщественные осы построили флуоресцирующие гнездаОбщественные осы построили флуоресцирующие гнездаОбщественные осы построили флуоресцирующие гнездаОбщественные осы построили флуоресцирующие гнезда

    Гнезда ос из рода Polistes. A): в дикой природе при дневном свете; B): в дикой природе под лучом ультрафиолетового фонарика; C): в дикой природе под лучом фонарика с белым светом; D) изъятое из природы гнездо в белом свете; E) изъятое из природы гнездо при ультрафиолетовом освещении.

    Для гнезд, построенных P. brunetus, P. japonicus и P. lepcha, пик кривой возбуждения составил 380 нанометров (для четвертого вида из Вьетнама он приходится на 450 нанометров). При этом пик кривой испускания у всех вьетнамских видов находится в районе 540 нанометров. Таким образом, значение стоксова сдвига для них составляет около 160 нанометров. Пики возбуждения гнезд P. canadensis и P. gallicus приходятся на 372 и 390 нанометров соответственно, что примерно совпадает со значениями, полученными для азиатских видов. Однако пики испускания у южноамериканского и европейского видов лежат в синем диапазоне и составляют 472 нанометров и 440 нанометров соответственно. У всех видов более толстые края крышек флуоресцируют сильнее, чем относительно тонкие центральные части.

    Интенсивность флуоресценции, измеренная при воздействии светом с длиной волны 380 нанометров, оказалась максимальной у гнезд вида P. brunetus. Приняв это значение за 100 процентов, Бертье и его соавторы выяснили, что у других видов флуоресценция намного слабее. Например, у P. lepcha она составила 48 процентов от уровня, отмеченного для P. brunetus, а у P. gallicus — 24 процента. Наименее интенсивная флуоресценция характерна для P. canadensis — менее пяти процентов от уровня P. brunetus. Интересно, что интенсивность флуоресценции собранных гнезд постепенно снижалась после нескольких месяцев хранения при комнатной температуре.

    В ходе дополнительных экспериментов исследователи оценили квантовый выход флуоресцении для гнезд P. brunetus и P. japonicus (эта величина рассчитывается как соотношение количества испускаемых и поглощенных фотонов). Для первого вида она составила 35,6 процента, а для второго — 11 процентов.

    По словам авторов, пока неясно, какую функцию выполняют флуоресцентные крышки сот. У пчел и ос есть три типа фоторецепторов — и пик чувствительности одного из них приходится на 540 нанометров, что соответствует пику испускания света гнездами четырех азиатских видов. Это значит, что P. brunetus, P. japonicus, P. lepcha и четвертый вид из Вьетнама способны видеть сияние собственных гнезд в ответ на ультрафиолетовую составляющую солнечного или лунного света. Возможно, флуоресцирующие крышки служат маяком для особей-фуражиров, которые возвращаются домой в вечерних сумерках. Поскольку интенсивность флуоресценции у разных видов различается, это сигнал, возможно, позволяет не перепутать гнездо собственного вида с чужим.

    Согласно альтернативной гипотезе, флуоресцентные крышки защищают находящихся под ними личинок от опасного воздействия ультрафиолета, к которому они особенно уязвимы во время метаморфоза. Кроме того, флуоресценция может регулировать развитие личинок. Сезон размножения ос из рода Polistes во Вьетнаме приходится на дождливые месяцы с июня по август, когда до полога леса доходит немного видимого света. Ультрафиолетовое излучение в этот период остается примерно таким же интенсивным, как и всегда. Запуская флуоресценцию в крышках сот, оно увеличивает количество видимого света, проходящего через них, что может служить сигналом для развивающихся личинок.

    Возможно, флуоресцирующие гнезда характерны и для других ос из рода Polistes, в первую очередь для видов из подрода Polistella, который имеет азиатское происхождение и включает три вьетнамских вида, включенных в исследование. Эту особенность можно использовать, чтобы искать и уничтожать гнезда инвазивных представителей данной группы. Кроме того, выяснив, какие именно белки заставляют крышки сот сиять в ответ на ультрафиолетовое излучение, ученые смогут получить новые виды флуоресцентных молекул, которые пригодятся в биологии и медицине.

    Изучение осиных гнезд может быть полезным и для археологов. Например, недавно ученые с помощью радиоуглеродного метода датировали остатки древнего осиного гнезда на стене пещеры и выяснили, что находящийся под ним рисунок кенгуру был сделан 17300 лет назад. Это делает его древнейшим образцом наскальной живописи в Австралии.

    Сергей Коленов

    Источник: nplus1.ru



    голоса

    Рейтинг статьи




    Adblock test .

    Источник
    Автор: Андрей Зверев