Как вы думаете, какое самое сухое место на планете? Пустыня Сахара? А может [здесь должна была быть шутка про анатамо-физиологические особенности определенного органа представителя собирательного образа гомогаметного пола, предпочётшего путь серийной моногамии, но ввиду возрастного ценза некоторых моих читателей она была убрана за слои эвфемизмов и каламбуров, однако, более искушённая аудитория поймет, о чем идёт речь]? Или улицы Волгограда летом?
На самом деле – это коробка с мукой на вашей кухне. Во всех перечисленных выше местах влага периодически бывает. А вот коробка с мукой – это глютеновые барханы вечного покоя и белой смерти. Или нет?
Если вы испекли домашние булочки и что-то маленькое хрустит на зубах, а вы точно уверены, что ваши булочки без кунжута, то возможно это они:
Познакомьтесь – мучные хрущаки – жуки из семейства Чернотелки. Как же они выживают в таком месте, где нет никакого шанса встретить хоть каплю жидкой воды? Неужели они совсем не пьют? Нет, конечно, они пьют, но делают это несколько, хм… более творчески, чем мы.
ОНИ ПЬЮТ ЧЕРЕЗ ЗАДНИЙ ПРОХОД.
Вот буквально открывают анальный проход и всасывают микроскопическое количество воды, которая находится в воздухе. А если вода туда заходит, то обратно у нее нет никаких шансов выйти. Даже в составе каловых масс. Благодаря видоизмененной кишке и тесно прилегающим к ней мальпигиевым сосудам они досуха выжимают обратно в тело всю влагу из экскрементов. Ученые, изучающие их кал не нашли в нём никаких следов воды. И вот недавно биологи выяснили как они это делают.
Для этого они составили BeetleAtlas (Атлас Жука) с помощью метода РНК-секвенирования и выяснили, что только в кишке у них экспрессируется определенный ген NHA1.
Что такое РНК-секвенирование? Это как ДНК-секвенирование, только РНК😉
Давайте вспомним, клетки живых организмов синтезируют белки. Чертежи этих белков записаны на ДНК. Но так как ДНК для непосредственного синтеза белков трогать нельзя, то с неё снимается копия в виде молекулы иРНК. Это процесс транскрипции.
Очевидно, что в разных клетках одного организма требуются разные белки, и экспрессироваться в них будут разные гены? Но как узнать какие? Если секвенировать ДНК, то мы просто прочитаем его и оно будет ничем неотличимо от ДНК всех остальных клеток. Но если выловить из цитоплазмы все иРНК и прочитать их, то мы узнаем с каких генов они транскрибировались и выясним, что именно эти гены работают в этих конкретных клетках в этот конкретный момент.
Таким образом ученые использовали РНК-секвенирование, чтобы сравнить, какие гены активны (какие рабочие копии РНК есть) в разных органах жука (например, в кишке или в голове) и на разных стадиях его жизни. Так они нашли ген NHA1 который был очень активен именно в прямой кишке, особенно в сухих условиях, и поняли, что он критически важен для всасывания воды.
Выяснилось, что в кишке жуков есть особые клетки – лептофрагмы. Именно в них синтезируется белок NHA1, являющийся мембранным транспортером, который активно перекачивает соли из кишки в плотно обхватывающие её мальпигиевы сосуды. Зачем они это делают? Чтобы создать разницу в концентрации соли!
В результате перекачки в малипигиевых сосудах солей становится много, а в кишке (и в воздухе вокруг) мало. Вода, как ей и положено, по закону осмоса стремится туда, где больше соли. Таким образом иссушаются экскременты жуков и засасывается в анальное отверстие влажный воздух, который содержит микрокапельки воды.
Выяснилось также, что степень экспрессии гена NHA1 зависит от условий обитания хрущаков. Чем более сухо, тем сильнее он экспрессируется и тем активнее они пьют попой. Когда же в лабораторных условиях ученые ломали этот ген, то жуки начинали «протекать» - терять больше воды вместе со своими выделениями (в основном с калом и мочой). Что в сухих условиях жизни для них это смертельно (что как бы намекает на практическую сторону этого открытия).
Лично мне кажется, что эта история – достойный кандидат для развития темы с жуками во второй части ЕГЭ в следующем году. Как вы думаете?
Больше интересного в моём тг-канале: https://t.me/biogordeev
Подписывайтесь!