Пауки перешли на собственные биоритмы без "производственных потерь"

Паук вида Gasteracantha cancriformis, для которого сутки длятся 19 часов.

Фото CRPerry13/Wikimedia Commons.

Как известно, циркадные (или биологические) ритмы имеют не только люди, но также животные, растения и даже бактерии. Правда, немногие живые организмы могут сами контролировать эти биоритмы. В основном их изменение зависит от внешних факторов: например, для людей это смена часовых поясов, а для животных – смена времён года, когда пора впадать в спячку или просыпаться.

А вот пауки, как выяснилось, не только имеют собственные биоритмы, но и обладают удивительной способностью: они могут сами их изменять. Исследователи из Университета Восточного Теннесси и Пенсильванского университета выяснили, что некоторые пауки сами для себя "укоротили" или "продлили" так называемые биологические сутки. И, что самое интересное, "потери" для членистоногих при этом оказались минимальны.

Поясним, о каких "потерях" идёт речь. Каждое животное синхронизирует свой внутренний график со сменой дня и ночи (плюс-минус пара часов). Оно знает, когда следует поспать, когда наступает время охоты или приёма пищи. Согласно исследованиям, те животные, которые не соблюдают более или менее постоянный режим, менее продуктивно охотятся и чаще остаются без партнёра в брачный сезон, а в производстве потомства они менее продуктивны.

Что же касается пауков, то их постоянная локальная смена собственных "дня" и "ночи" не укладывается в общепринятые рамки.

"Фактически циркадные ритмы удерживают жизнь от хаоса. Теоретически то, что мы наблюдаем у пауков (отсутствие негативных последствий – прим.ред.), просто невозможно", — рассказывает один из авторов работы профессор Даррелл Мур (Darrell Moore).

Чтобы изучить активность членистоногих, исследователи поместили несколько особей 18 разных видов в стеклянные контейнеры и содержали их в полной темноте, чтобы увидеть смену циклов сна и бодрствования (активность пауков фиксировали инфракрасные датчики).

Команда выяснила, что для вида Allocyclosa bifurca "собственные сутки" укладывались в 17,4 часа, для вида Cyclosa turbinata – в 18,5 часа, а для пауков Gasteracantha cancriformis – в 19 часов.

Кроме того, авторы также обнаружили, что ещё два вида пауков "продлили" собственные сутки до 28,2 и 28,5 часа. А еще один вид и вовсе оказался "артимичным" – у него не было внутреннего хронометра, сообщает издание New Scientist.

Затем команда провела несколько экспериментов, в ходе которых "сдвигала" смену дня и ночи. То есть для пауков в лаборатории день мог наступить, например, на шесть часов раньше или позже положенного времени (для человека это всё равно что совершить длительный перелёт со сменой часовых поясов). Выяснилось, что членистоногие очень быстро подстраиваются под такие перемены и регулируют график своей активности в соответствии с ними.

По словам учёных, укороченные циркадные ритмы могут являться биологической адаптацией. Паукам она нужна, чтобы успеть сплести паутину до рассвета: так они меньше рискуют быть пойманными птицей или другим хищником. К тому же, если паутина будет готова к утру, возрастают шансы, что в неё угодит кто-то из проснувшихся насекомых.

По словам авторов, очень интересным остаётся ещё не раскрытый вопрос – сказывается ли перестройка биологических ритмов на здоровье членистоногих? У людей, например, постоянные сбои внутреннего хронометра приводят к целому ряду проблем – от депрессии до диабета. Команда планирует продолжить работу и узнать, характерно ли нечто подобное для пауков. Для этого исследователи будут изучать гены, участвующие в построении циркадных ритмов.

Результаты текущей работы были представлены на ежегодной конференции Общества нейронаук (Society for Neuroscience).

Кстати, ранее исследователи обнаружили, что некоторые животные имеют ещё и вторые внутренние часы, работающие согласно циклу приливов и отливов.