Просто осязание

Так какой датчик использует летучая мышь-вампир для обнаружения инфракрасного излучения? Мы уже знаем, что TRPV1 у людей и мышей может регистрировать температуры выше 42 °C, но очевидно, что этого недостаточно. Чтобы найти инфракрасный датчик у летучих мышей-вампиров, Дэвид Джулиус, Елена Грачева и их коллеги провели хитрый эксперимент. Они собрали летучих мышей-вампиров и фруктовых летучих мышей, которые не чувствуют инфракрасного излучения. Затем они тщательно проанализировали скопления тел нейрональных клеток, которые иннервируют мордочку (тройничный ганглион), и проанализировали их экспрессию гена TRPV1. Они обнаружили, что на самом деле есть две различные формы TRPV1, представленные в сенсорных нейронах тройничного ганглия: длинная форма с тепловым порогом 43 °C и короткая форма, которая активируется при гораздо более низкой температуре, около 30 °C, чуть выше нормальной температуры носовых ямок. У фруктовых летучих мышей есть только длинная форма в тройничных ганглиях, в то время как летучие мыши-вампиры обладают обеими формами примерно в равной степени.

Летучая мышь-вампир обладает сверхчувствительной формой TRPV1, позволяющей обнаруживать инфракрасное излучение для кормления. Но что это значит для остальных частей ее тела? В конце концов, летучая мышь-вампир должна обнаруживать тепло и в других точках. Исследования ганглиев дорсальных корешков, скоплений нейронов, иннервирующих другие области, показали только сверхчувствительную короткую форму TRPV1. Это объясняет, почему летучие мыши-вампиры поддерживают нормальную термочувствительность в других областях тела, которые не используются для нахождения кровяного рациона.

Вы когда-нибудь задавались вопросом: если гремучей змее завязать глаза, сможет ли она точно поразить свою жертву? Благодаря группе бесстрашных исследователей во главе с Питером Хартлином из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне мы теперь знаем ответ. Эти ученые осторожно завязали глаза подопытным гремучим змеям и поместили их на постамент в центре круглого корпуса. Затем они заставили их атаковать источник тепла, имитировавший движения живого существа прямо перед ними. Даже когда оба глаза были полностью закрыты, змея смогла нанести точный удар в пределах пяти градусов от цели.

Как гремучей змее это удается? Дело не в обонянии: змеи атакуют теплый предмет без запаха или заключенный в щит, блокирующий запах. Однако, если вы поместите теплый предмет за специальную стеклянную панель, которая блокирует инфракрасное излучение, змея больше не сможет нанести точный удар. Подобно летучим мышам-вампирам, гремучие змеи чувствуют инфракрасное излучение, излучаемое теплыми предметами. Более того, они способны обнаружить цель на максимальном расстоянии около 99 см по сравнению с 15 для летучих мышей-вампиров.

Структура, обеспечивающая чувствительность гремучей змеи к инфракрасному излучению, представляет собой ямочный орган – небольшую полость, расположенную между глазом и ноздрей. Если органы ямок с каждой стороны закрыты или повреждены, то гремучие змеи больше не смогут наносить точный удар, находясь в темноте. Гремучие змеи – не единственный тип змей с такой ямкой, обнаруживающей инфракрасное излучение. Существует целая группа пресмыкающихся под названием ямкоголовые гадюки (подсемейство Crotalinae), которая включает мокасиновых змей, пикоголовых змей и бушмастеров в Америке, храмовых гадюк в Азии.

Рисунок 4.2. Гремучая змея может обнаруживать инфракрасное излучение с помощью своего ямочного органа, который содержит модифицированную чувствительную к температуре форму TRPA1. Верхняя стрелка указывает на ноздрю, нижние – на ямочный орган

Ямка похожа на примитивную камеру-обскуру. Спереди имеется небольшое отверстие, а сзади – тонкая, чувствительная к инфракрасному излучению мембрана, растянутая таким образом, чтобы с обеих сторон было воздушное пространство (рисунок 4.2).

Змея может обнаружить расплывчатый контур теплого кролика в инфракрасном диапазоне, даже если он спрятан в кустах (или на улице темно). Инфракрасное змеиное зрение можно использовать для обнаружения не только теплых объектов на более холодном фоне, но и прохладных объектов на более теплом фоне, например лягушки, выпрыгивающей из пруда на нагретую солнцем траву.