Учёные выяснили, как личинки дрозофил эволюционируют, адаптируясь к разным температурам

Автор: iScience (2025). DOI: 10.1016/j.isci.2025.112809

Новое исследование учёных из Лондонского университета королевы Марии раскрыло, как личинки плодовых мушек (дрозофил) неоднократно эволюционировали, меняя температурные предпочтения. Это даёт представление о сложных механизмах адаптации животных к окружающей среде. Исследование, опубликованное в журнале iScience, проливает свет на то, как организмы справляются с изменением климата.

Доктор Роман Аргельо, преподаватель генетики, геномики и фундаментальной клеточной биологии в Лондонском университете королевы Марии, вместе с коллегами из Университета Лозанны и Кёльнского университета использовал комбинацию поведенческих тестов, высокоточного трекинга личинок и компьютерного моделирования, чтобы изучить эволюционные механизмы температурных предпочтений у восьми видов личинок дрозофил.

Результаты показали, что вместо развития новых способов восприятия температуры личинки адаптировались, изменяя работу нервной системы — регулируя баланс между избеганием тепла и холода. Эти тонкие, но важные изменения позволяют близкородственным видам процветать в самых разных температурных условиях — от прохладных горных вершин до субтропических зон.

«Оказывается, эти крошечные животные неоднократно эволюционировали, вырабатывая небольшие, но важные стратегии для комфортного существования», — пояснил доктор Аргельо. «Их способность тонко настраивать поведение в зависимости от местного климата даёт нам представление о том, как эволюция формирует сенсорные системы и как виды могут реагировать на глобальные изменения температуры».

Проанализировав более 2400 траекторий движения личинок в специально созданной температурной камере, команда обнаружила, что виды, такие как D. lutescens и D. santomea, обитающие в более прохладных условиях, демонстрировали явное предпочтение более низких температур по сравнению с родственными видами из тёплых регионов. Эти предпочтения подтвердились у нескольких штаммов каждого вида, что указывает на наследственные поведенческие адаптации.

Важно отметить, что исследование также показало: хорошо изученные лабораторные штаммы D. melanogaster, часто используемые в качестве модельных организмов, могут не отражать поведение вида в целом из-за значительных различий в термотаксисе.

Пойкилотермные организмы, такие как дрозофилы (температура их тела зависит от внешних источников), особенно уязвимы к изменению климата. Понимание того, как развивается их термочувствительное поведение, даёт важные подсказки о том, как биоразнообразие может реагировать на глобальное потепление.

«Наша работа демонстрирует, что эти поведенческие адаптации эволюционно гибки и поддаются количественной оценке», — отметил доктор Аргельо. «Изучая их на сравнительно простой и экспериментально удобной модели, такой как дрозофилы, мы можем начать раскрывать нейронные и генетические основы климатической адаптации и понять, как их поведение может измениться в условиях продолжающихся изменений окружающей среды».

Дополнительная информация: Tane Kafle et al, Evolution of temperature preference behaviour among Drosophila larvae, iScience (2025). DOI: 10.1016/j.isci.2025.112809

Источник: Queen Mary, University of London