Gli insetti sono a sangue freddo. Le basse temperature li rendono troppo lenti per funzionare, da qui la marcata diminuzione degli avvistamenti di insetti durante l’inverno. Ma molti insetti riescono a sopravvivere al freddo, e una nuova ricerca suggerisce che una specie, la mosca delle nevi, sfida davvero il buon senso quando si tratta di sopravvivere all’inverno.
La neve vola (Chionea) sono piccoli insetti senza ali che svolazzano attivamente sulla neve in inverno, anche quando le temperature scendono sotto lo zero. Sono un enigma per i ricercatori, ma recente Biologia attuale Lo studio presenta show genetiche con implicazioni sorprendenti: le mosche delle nevi sembrano generare il proprio calore corporeo, come i mammiferi, producendo anche proteine antigelo che ricordano più i pesci artici, non gli insetti.
“Ci auguriamo che questo lavoro stimoli nuovi studi sul meccanismo della tolleranza al freddo negli insetti e in particolare sui meccanismi di produzione di calore nelle specie adattate al freddo”, Marco Gallio E Marco Stensmyrhanno detto a Gizmodo gli autori corrispondenti dello studio e gli specialisti di insetti rispettivamente della Northwestern College e dell’Università di Lund, in Svezia.
“Strano” è un modo gentile per dirlo
Secondo i ricercatori, il freddo estremo per gli insetti può essere mortale, causando il congelamento dell’acqua nelle loro cellule, formando cristalli di ghiaccio che rompono le cellule. Ecco perché gli insetti in genere si nascondono dal freddo e diventano dormienti, con alcune specie che generano zuccheri e proteine antigelo per respingere il freddo dannoso.
Ma le mosche delle nevi fanno esattamente il contrario, scalando la neve per accoppiarsi e deporre le uova. Per indagare su cosa li rendesse speciali, il staff ha sequenziato il genoma e l’RNA dei moscerini delle nevi, quindi ha confrontato i dati con altri insetti ben studiati. Dall’analisi, il staff ha scoperto alcune proteine antigelo che “straordinariamente” somigliavano a quelle dei pesci artici più di altri insetti con funzioni simili.
Inoltre, il staff ha anche identificato alcuni geni generalmente presenti nei mammiferi come gli orsi polari, il cui grasso bruno produce calore attraverso processi mitocondriali. Quindi, geneticamente parlando, i moscerini delle nevi sembravano essere uno sconcertante combine di insetti, pesci e mammiferi, un’thought così bizzarra che il staff ha dovuto testarla ulteriormente.
Sì, questo è il vero affare
Il staff ha progettato diversi esperimenti per capire come funzionano le proteine antigelo e se la mosca della neve fosse davvero in grado di autogenerare calore anziché qualche altro meccanismo confondente.
In un take a look at, il staff ha progettato i moscerini della frutta – un membro apparentemente “normale” della famiglia delle mosche rispetto ai moscerini delle nevi – per produrre la proteina, posizionando i moscerini della frutta modificati all’interno di un congelatore. Sorprendentemente, secondo uno studio, l’antigelo ha agito come un “microscopico bloccante del ghiaccio” nei moscerini della frutta, migliorandone la sopravvivenza in brevi periodi di congelamento. dichiarazione.
Altri esperimenti hanno abbassato la temperatura dell’ambiente circostante per vedere come avrebbero reagito le mosche della neve. E in effetti, le mosche di neve sono riuscite a mantenersi leggermente più calde per “un paio di gradi per forse fino a 10-20 minuti”, ha detto il staff a Gizmodo. Sembravano anche più tolleranti nei confronti degli ossidanti reattivi, che negli esseri umani provocano un dolore “bruciante” se esposti al freddo.
“Questo non sembra impressionante”, ha osservato il staff, “ma per una mosca che ha una temperatura preferita di -3 gradi Celsius (26,6 gradi Fahrenheit) ed è morta a -10 gradi C (14 gradi F), potrebbe essere sufficiente cercare riparo quando le condizioni cambiano e le cose si mettono male”.
Il staff ha anche considerato il modo in cui i bombi o le falene si riscaldano contraendo rapidamente i muscoli in un “brivido”. Ma questo è meno probabile, hanno detto i ricercatori, poiché le masse muscolari delle mosche delle nevi non sono così impressionanti. Matematicamente parlando, i semplici movimenti delle gambe da soli non sono sufficienti per aumentare significativamente la temperatura corporea, hanno aggiunto.
Gli improbabili sopravvissuti
Detto questo, il staff ha detto a Gizmodo di non avere ancora la “pistola fumante” sui meccanismi di produzione di calore dei moscerini delle nevi. Le mosche producono sicuramente calore, sicuramente molto inaspettato, ma idealmente il staff spera di raccogliere show a livello cellulare che sia così. Tuttavia, gli esperimenti sono “molto difficili e le nevicate sono difficili da trovare”, hanno ammesso i ricercatori.
Tuttavia, i risultati hanno implicazioni significative per la ricerca genetica. La possibilità che gli insetti possano produrre calore mitocondriale come animali e piante viene “solitamente scartata a causa delle loro piccole dimensioni”, ha spiegato il staff. “Ci vuole una grande quantità di energia per produrre calore utilizzando questi percorsi e in un piccolo insetto il calore si dissiperebbe molto rapidamente, qual è il punto?”
Ma le mosche delle nevi dimostrano che “anche una piccola quantità di calore potrebbe fare la differenza tra la vita e la morte”, hanno detto i ricercatori, aggiungendo che i risultati dello studio potrebbero “presentare nuove opportunità per i ricercatori per studiare l’adattamento al freddo negli insetti”.
“Questi insetti sono davvero straordinari; speriamo che la disponibilità del genoma favorisca ulteriori lavori sui loro adattamenti e sforzi per preservarli e il loro ambiente unico”, hanno affermato i ricercatori. “Dobbiamo studiare di più gli insetti e imparare advert apprezzare la loro importanza per proteggerli per il bene dei nostri ecosistemi, oltre che per il nostro stesso bene”.
