В статье, опубликованной в Journal of Experimental Biology, биологи из Университета штата Айова (США) подробно описывают, как функционирует «головное сердце» плодовой мушки. Исследователи обнаружили, что этот специфический орган бьется очень похоже на человеческое сердце: его ритмические импульсы автоматически генерируются крошечной мышцей, которая проходит через середину мозга, от передней части к задней части головы мухи, и именно сокращение и расслабление этой мышцы обеспечивает поступление гемолимфы в усики. Новость появилась на официальном сайте вуза.
Человеческое сердце также контролируется специализированными мышечными клетками, расположенными внутри сердца. Эта основная мышца в нашей груди – удивительно синхронизированный метроном, который принимает кровь, когда расслабляется, и с силой выталкивает кровь, когда сокращается. Затем эта кровь распространяется по нашему телу по обширной сложной сети трубок, от основных ветвей, таких как артерии, до крошечных каналов – капилляров.
У насекомых все происходит иначе. В брюшной полости есть главное сердце, вытянутое в виде трубки и разделенное на несколько камер. Оно снабжает организм гемолимфой – эквивалентом крови у насекомых, – но эта помпа не достигает конечностей. Чтобы компенсировать это, у насекомых есть вторичные «сердца», которые гарантируют, что гемолимфа достигает жизненно важных внешних областей – например, антенн-усиков, отвечающие за слух и обоняние.
Одно из этих вспомогательных «сердец» находится в голове плодовой мушки. Важнейшей частью этого органа, как выяснили биологи, является камера с эластичными стенками – ампула. Когда мышца в голове сокращается, она растягивает эту ампулярную мембрану, открывая клапаны в стенке и позволяя окружающей гемолимфе, которая была послана в голову главным сердцем мухи, течь в ампульную камеру шириной 50 микрометров. Когда мышца «головного сердца» расслабляется, клапаны закрываются, и гемолимфа проталкивается через трубки, которые соединяются с антеннами за счет натяжения эластичной мембраны.
Авторы работы также обнаружили, что ритмичное сокращение головно-сердечной мышцы мухи со скоростью два-три раза в секунду не только стимулирует отток гемолимфы, но и заставляет муху покачиваться при каждом сокращении. Биологи предполагают, что это покачивание важно для здоровья мозга мух.
[Фото: ALAN KAY LABORATORY, UNIVERSITY OF IOWA]
