Личинки нематоды запрыгивают на насекомых с помощью электричества

Исследовательская группа, включающая ученых из Университета Хоккайдо, обнаружила, что молодые круглые черви нематоды могут использовать электрические поля для прыжков по воздуху и подсаживания на пролетающих мимо них насекомых. Результаты исследования были опубликованы в журнале Current Biology 10/07/2023.

Нематоды – один из многих видов, которые полагаются на крупных животных, помогающих им перемещаться, – это взаимодействие называется форезией. Было замечено, что нематоды приподнимают кончики хвостов, тем самым уменьшая поверхностное натяжение, чтобы легче прикрепиться к пролетающему мимо организму с помощью электричества.

Чтобы выяснить, как они этого добиваются, исследователи разводили в чашке Петри круглого червя нематоду Caenorhabditis elegans на собачьем корме. Они заметили, что дауэрные личинки(личинки третьей стадии, которые сохраняют кутикулу второй стадии, но у которых рот и анус закрыты), постоянно перемещаются на крышку чашки. Некоторые личинки достигали крышки, ползая по стенке чашки, другие перемещались на крышку за доли секунды.

“Чтобы более непосредственно подтвердить прыжок личинки дауэра C. elegans и увидеть, как черви прыгают в чашке и каковы характеристики прыжка, мы наблюдали за прыжком червя в чашке Петри с помощью высокоскоростной камеры”, – говорит доцент Кацухико Сато из Научно-исследовательского института электронной науки Университета Хоккайдо, автор-корреспондент исследования. “Она показала, что перед прыжком личинка держит свое тело достаточно прямо и, что одна личинка дауэра, участвующая в таком поведении, может увлечь за собой в прыжке несколько других личинок”.

Исследователи предположили, что личинки нематод могут использовать электростатические силы для перемещения через миллиметровый зазор между субстратом и крышкой чашки Петри. Они поставили эксперимент с использованием чашки Петри, заполненной агаром и утыканной крошечными стеклянными электродами, параллельно которым был установлен отдельный стеклянный электрод. Личинки помещались на агар, и исследователи подавали различные напряжения на оба набора электродов, чтобы посмотреть, как поведут себя личинки.

Когда электрический заряд не подавался, личинки не прыгали. Но при приложении электрического поля выше определенного напряжения нематоды перепрыгивали с одного электрода на другой со средней скоростью чуть менее одного метра в секунду. Перенос червей происходит даже тогда, когда черви образуют колонку, состоящую из 100 червей; ученые назвали такое поведение “многочервячным переносом”(multiworm transfer). 

Затем они провели второй эксперимент с использованием шмеля Bombus terrestris, который, как известно, использует электростатический заряд для сбора пыльцы, и наблюдали такое же поведение шмеля, когда он подлетал к личинкам нематод на расстояние от одного до двух миллиметров.

“Хотя не сообщалось, что C. elegans прикрепляется к пчелам, известно, что в природе она прикрепляется к летающим насекомым, таким как мотыльки и мухи”, – отмечает Сато. “Мы предполагаем, что в природе C. elegans использует электрические взаимодействия для прикрепления к насекомым, включая шмелей”.

Caenorhabditis elegans transfers across a gap under an electric field as dispersal behavior. Takuya Chiba,Etsuko Okumura, Yukinori Nishigami, Toshiyuki Nakagaki, Takuma Sugi, Katsuhiko Sato. Current Biology: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.05.042