Шмели научились чувствовать электричество волосами

Органами, позволяющими шмелям воспринимать электрические поля, оказались чувствительные волоски. Находка подтверждает гипотезу о механорецепторной основе этой способности — и опровергает участие в ней антенн. Результаты экспериментов публикует журнал PNAS.

Органы электрорецепции, которыми пользуются скаты или акулы (ампулы Лоренцини) требуют для работы электропроводящей среды. Поэтому предположено, что у насекомых способность ощущать электрические поля в воздухе основана на механорецепции — регистрации колебаний тонких антенн или волосков, несущих слабый заряд. В своей новой работе ученые из Бристольского университета подтвердили, что и те, и другие действительно отклоняются под действием небольших электрических полей. Однако нейронный ответ вызывают лишь колебания волосков, которые, видимо, и являются органом «электрического чувства» шмелей.

В ходе экспериментов на стальной диск, расположенный в 1 см от волосков или антенн, подавалось переменное напряжение частотой от 10 Гц до 10 КГц. Вибрации антенн и волосков земляных шмелей (Bombus terrestris) регистрировались с помощью прецизионного лазерного доплеровского виброметра. Были установлены резонансные частоты для колебаний антенн (ок. 1,1 КГц) и волосков (ок. 3,8 КГц), а также показано, что волоски реагируют на электрическое поле на порядок чувствительнее. Минимальное доступное им напряжение составило 25 мВ против 500 мВ у антенн.

В непосредственной близости от нервных волокон, отходящих от антенн и от волосковых луковиц, были внедрены микроэлектроды. Это позволило отметить, что слабые отклонения, вызванные электрическим полем, только у волосков достаточны для срабатывания нейронов. Они активировались уже при отклонении волоска на 0,04 градуса. При этом контрольные эксперименты с антеннами показали, что те активируют нейроны лишь в ответ на более заметные колебания, вызванные, например, движением воздуха.

Способность ощущать электрические поля окружающей среды — не редкость среди морских животных, живущих в электропроводящей среде. Однако не так давно обнаружилось, что она доступнаи насекомым, в том числе шмелям. Механизм их электрорецепции остается плохо изученным. Считается, что в полете они накапливают небольшой положительный заряд, частично передавая его цветкам, когда присаживаются на них. Эта информация помогает «отмечать» цветы, которые были недавно посещены и опустошены. Электрические поля используют и пчелы при общении в танце.