Klasikiniuose eksperimentuose su varlėmis mokslininkai nustatė, kad varliagyvių noras pabėgti nuo pavojingai karšto vandens labai sumažėjo, kai vandens temperatūra pakilo labai palaipsniui.
Tiesą sakant, daugelio gyvūnų, įskaitant žmonių, jautrumą temperatūrai panašiai veikia padidėjimo greitis. Tačiau nebuvo suprasta, kodėl tiksliai.
Tikėdamasis išsiaiškinti šį reiškinį, UC Santa Barbara profesorius Craigas Montellas ir magistrantai Junjie Luo ir Wei Shen sukūrė vaisinės musės lervas kaip modelį, kuris atskleistų mechanizmą, per kurį gyvūnas skirtingai reaguoja į greitą ir lėtą elgesį. pakyla temperatūra.
Tyrėjai išsiaiškino, kad staigus 25 laipsnių Farenheito temperatūros pokytis sukėlė vaisinių musių lervų vingiavimo reakciją. Tačiau kai temperatūra buvo didinama palaipsniui, reagavo daug mažiau gyvūnų, o tų, kurie tai padarė, vidutinė slenkstinė temperatūra buvo žymiai aukštesnė. Grupės išvados skelbiamos žurnale Nature Neuroscience.
„Mes daug žinome apie tai, kaip gyvūnai jaučia didelį ir staigų temperatūros padidėjimą“, - sakė Montell, Patricia ir Robert Duggan, UCSB Molekulinės, ląstelių ir vystymosi biologijos katedros neuromokslų profesorius. "Jie reaguoja į kenksmingą šilumą inicijuodami pabėgimo reakciją. Bet kaip gali būti, kad gyvūnai yra daug mažiau jautrūs tai pačiai karštai temperatūrai, kai kaita labai lėta?"
Paaiškėjo, kad atsakymas į šį klausimą susideda iš dviejų dalių. Pirma, Montell ir jo komanda nustatė termosensorinius neuronus smegenyse, atsakingus už temperatūros pokyčių greičio jutimą, ir tai padėjo apibrėžti pagrindinį molekulinį mechanizmą.
„Kai labai greitai keičiasi temperatūra, norisi apsaugoti smegenis, ypač musių lervų, nes jos yra š altakraujiškos ir jų kūno temperatūra susibalansuoja į išorę“, – paaiškino Montell. "Jei jų smegenys jaučia greitą temperatūros kilimą, tai skatina raizgimo reakciją."
Antra, mokslininkai išsiaiškino, kad greitas atsakas į greitai didėjantį karštį priklausė nuo trumpalaikio receptorių potencialo (TRP) kanalo. Ląstelių temperatūros jutiklio, b altymo, vadinamo TRPA1, aktyvavimas buvo ne tik absoliučios temperatūros funkcija, bet labiau priklausė nuo temperatūros kitimo greičio. Jei temperatūra kilo greitai, TRPA1 greitai įsijungdavo ir sužadindavo tuos termosensorinius smegenų neuronus. Kai temperatūra pakilo lėtai, TRPA1 buvo mažiau aktyvus.
"Yra grįžtamojo ryšio mechanizmas, kuris išjungia šį b altymą taip pat greitai, kaip jis įjungiamas", - sakė Montell."Kai jis įjungiamas greitai, jis skatina vingiavimo atsaką. Tačiau kai procesas vyksta lėtai, įjungimo ir išjungimo mechanizmai vienas kitą panaikina."
Mokslininkai teigia, kad gebėjimas pajusti temperatūros pokyčių greitį yra esminis išgyvenimo mechanizmas, leidžiantis gyvūnui greitai reaguoti į kenksmingą šiluminį kraštovaizdį ir pabėgti iš jo, kol dar ne vėlu.
„Manome, kad panašių mechanizmų pasitaiko ir kitiems gyvūnams, pavyzdžiui, varlėms“, – sakė Montellas. "Gali būti, kad susiję mechanizmai taip pat turi įtakos temperatūrai jautriems žmonių TRP kanalams. Galiausiai, jei išsaugomas bendras mechanizmas visose rūšyse, mūsų išvados gali padėti suprasti, kaip skirtingi gyvūnai prisitaiko prie temperatūros pokyčių greičio."
