Биологи из Северо-Западного университета США раскрыли механизмы адаптации бескрылых насекомых из рода Chionea, также известных как ледничники. Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Current Biology, показало, что эти существа используют для выживания на снегу уникальный набор биологических инструментов. В отличие от большинства насекомых, впадающих в оцепенение при похолодании, ледничники остаются активными при температуре до –6 градусов Цельсия, сочетая стратегии теплокровных млекопитающих и полярных рыб.
В рамках работы ученые впервые полностью расшифровали геном ледничника и сопоставили его с ДНК родственных видов из умеренных широт. Анализ активности генов позволил идентифицировать белки-антифризы, которые связываются с микроскопическими кристаллами льда и препятствуют их росту внутри клеток. Структурно эти соединения оказались близки к белкам, которые защищают от промерзания рыб в арктических водах. Это открытие указывает на пример конвергентной эволюции, когда не связанные между собой виды приходят к одинаковым физиологическим решениям.
Другой важной особенностью ледничников стала способность к термогенезу. Насекомые поддерживают внутреннюю температуру на несколько градусов выше окружающей среды за счет клеточных процессов, не прибегая к мышечной дрожи, характерной для пчел или бражников. Подобный механизм выработки тепла наблюдается в бурой жировой ткани медведей и других крупных животных. Это позволяет насекомым сохранять подвижность в поисках партнеров для размножения даже в условиях стабильного снежного покрова.
Дополнительным фактором адаптации оказалась сниженная чувствительность к холодовому стрессу. Исследователи установили, что сенсорный рецептор, отвечающий за реакцию на внешние раздражители, у ледничков в 30 раз менее восприимчив, чем у других двукрылых. Это минимизирует болевые ощущения от контакта с льдом и позволяет продолжать активность. Полученные в ходе исследования данные могут быть использованы в криобиологии для совершенствования методов защиты живых тканей от повреждений при сверхнизких температурах.
