Что позволяет мухам вращать крыльями так быстро?

Создано 22.11.2011 16:19

Автор: Ирина Ковалёва

Мухи обладают настоящим искусством полёта, несмотря на то, что размер из тела значительно превышает размер их крыльев. Учёные из института биохимии Макса Планка, который находится в пригороде Мюнхена, Германия, недавно определили специальный генетический переключатель, который регулирует развитие мышц крыльев у мух.

«Ген Spalt имеет важнейшее значения для эволюции сверхбыстрых супер-мышц, которые есть у насекомых» - подчеркивает Франк Шноррер, руководитель исследовательской группы «Muscle Dynamics» - «Без этого гена мышцы крыльев у мух были бы такими же, как на лапках, то есть, не такими супербыстрыми»

Результаты исследования были опубликованы в недавнем номере журнала Nature.

Для эффективного полёта муха должна вращать своими крыльями чрезвычайно быстро. Именно это вызывает так хорошо знакомое нам жужжание и гудение этих маленьких насекомых. Обычная мушка Дрозофилла двигает своими крыльями с частотой 200 Гц. Это означает, что в секунду насекомое делает 200 взмахов крылышками. «По сравнению со столь обычной для нас мухой олимпийский спринтер, который изменяет положение ног всего несколько раз в секунду, кажется настоящей улиткой» - говорит Шноррер. Но как мухе удаётся развивать такую огромную частоту своих крыльев?

Мышцы контролируют все движения тела, в том числе и вращение крыльев. Тем не менее, летательные мышцы являются уникальными. Их сокращения регулируются не только нервными импульсами, как у обычных мышц, но также дополнительным натяжением. Каждая муха имеет две категории мышц для полёта, которые дополняют друг друга: один тип мышц позволяет опустить крыло, одновременно, влияя на другой тип мышц. Далее крылья снова оттягиваются вверх и процесс зацикливается.

При помощи специальных генетических методов учёные из группы «Muscle Dynamics» выяснили, что именно нужно для того, чтобы обычная мышца превратилась в мышцу полёта: Spalt.

Преобразующие механизмы, подобные Spalt играют важную роль в транскрипции генетической информации в РНК и белки, которые необходимы в соответствующем типе клеток. Spalt существует только в мышцах полёта и отвечает за особую архитектуру миофибрилл этих тканей. Эти компоненты мышечных волокон заставляют мышцы сокращаться в ответ на возложенное напряжение. Не имея Spalt муха может выжить, но она будет нелетающей. Действует и обратная закономерность: учёные уже преуспели в создании мышц, аналогичных полётным, в ногах всё тех же мух.

Эти результаты могут очень пригодиться в медицине. «Человеческие мышцы тела не обладают Spalt и вряд ли регулируются напряжением» - говорит Фрэнк Шноррер – «Но сердечная мышца не исключает наличия Spalt, а напряжение внутри желудочков влияет на интенсивность работы сердца. Играет ли этот ген принципиальную роль в работе сердца, учёным ещё предстоит выяснить»

Источник: sciencedaily