Тело еще не замерзло, но жизнь угасла: обнаружена истинная причина гибели насекомых при холоде

Насекомые гибнут от холода задолго до того, как вода в их тканях превращается в лед. Это странное наблюдение долгое время оставалось без четкого объяснения: физически тело еще не замерзло, но жизнь в нем прекращается. Исследователи из Орхусского университета (Дания) обнаружили, что причина кроется не в температуре как таковой, а в том, как эта температура ломает электрическую систему клетки.
В основе работы нервов и мышц лежит разница зарядов между внутренней и внешней средой клетки. Чтобы эта разница сохранялась, организм постоянно перекачивает ионы — мельчайшие заряженные частицы. Ключевую роль здесь играет калий. В норме он сосредоточен внутри клетки, а в гемолимфе (аналоге крови) его концентрация поддерживается на низком уровне. Однако при охлаждении этот механизм перестает работать.
Биологи наблюдали за 25 видами мух-дрозофил с разным происхождением, варьируя температуру окружающей среды от 12 до 27 градусов Цельсия. Оказалось, что при наступлении холодового стресса калий начинает бесконтрольно выходить из клеток в гемолимфу. Как только его концентрация во внешней среде возрастает в 2,5 раза, происходит критический сбой: клетки мышц и нервных волокон теряют свой электрический потенциал. Без этого заряда сигнал не может пройти от мозга к мышце, и организм замирает.