İnsanlar üçün tanış olmayan bir sensasiya olsa da, heyvanlar aləmində elektroqəbul nisbətən adi haldır. Köpək balıqları, arılar və hətta platypus da ətrafdakı elektrik sahələrini aşkar etmək qabiliyyətinə malikdir.

Santa Barbara Universitetinin alimləri bu siyahıya meyvə milçəklərini də əlavə ediblər. Matthieu Louisin rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar qrupu meyvə milçəklərinin sürfələrinin elektrik sahələrini hiss edə və başındakı kiçik bir həssas neyron dəstindən istifadə edərək mənfi elektrik potensialına doğru hərəkət edə bildiyini təsbit etdi.

Current Biology -də dərc olunan tapıntılar böyük bir fürsət təqdim edir. Meyvə milçəkləri, şübhəsiz ki, ən çox istifadə edilən eksperimental heyvanlardır, genetika, neyrobiologiya və qocalma kimi fərqli sahələrdə tədqiqatlar üçün əsasdır. Meyvə milçəklərində elektroreseptiyanın aşkar edilməsi bu mənanın əsaslarını araşdırmaq üçün yeni yollar açır və hətta biomühəndislikdə yeni texnikalara gətirib çıxara bilər.

Meyvə milçəklərində altıncı hissi kəşf etmək

Molekulyar, Hüceyrə və İnkişaf Biologiyası Departamentinin dosenti Lui, “Bizim üçün elektrosensasiya, yəqin ki, o qədər də əhəmiyyət kəsb etməyən bir şeydir, çünki biz ona reaksiya vermirik. Lakin getdikcə daha çox qəbul edilir ki, bir çox heyvanlar üçün bu, həqiqətən çox vacibdir”.

Beləliklə, o, qabiliyyətin C. elegans nematodunda (başqa bir çox istifadə edilən model orqanizm) kəşf edildiyini eşidəndə, Drosophila meyvə milçəklərinin də bu qabiliyyətə sahib olub-olmadığını öyrənməklə maraqlandı.

Luinin o vaxtkı tələbəsi olan həmmüəllif Julia Riedl biologiya tədqiqatında adi bir texnikadan istifadə edərək araşdırmaya getdi: kiçik məsamələri olan bir gel vasitəsilə molekulları itələmək üçün elektrik sahəsindən istifadə edən gel elektroforezi. Bu, tez-tez DNT fraqmentlərini çeşidləmək üçün istifadə olunur, lakin Riedl bunu Drosophila sürfəsini elektrik sahəsinə batırmaq üçün istifadə etdi.

Hazırda London İmperial Kollecində işləyən Riedl, “Laboratoriyanı idarə edən hər kəsin bu cihazı var” dedi. “Oraya DNT qoymaq əvəzinə, sürfələri ora qoyduq və bu, bu super möhkəm davranışı verdi.” Sürfə öz istiqamətini dəyişdi və mənfi elektroda doğru hərəkət etməyə başladı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4203178812&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1744268885&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-scientists-fruit-fly-larvae-electric.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS40MiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS40MiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuNDIiXV0sMF0.&dt=1744268885702&bpp=1&bdt=58&idt=134&shv=r20250408&mjsv=m202504080101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3745145066377&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2260&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95351337%2C95355972%2C95355974%2C31091543%2C31091604%2C95353387%2C31091663%2C31090357&oid=2&pvsid=2936576524450076&tmod=2017501103&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=140

Sensasiyanın lokallaşdırılması

Heyvanın reaksiyasını müşahidə etdikdən sonra komanda buna cavabdeh olan neyronları tapmaq istəyib. Bunun üçün onlara sinir sisteminin müxtəlif hissələrini söndürmək üçün bir yol lazım idi. Beləliklə, onlar GAL4 genini hədəf aldılar. GAL4 kimi promotor genlər, gen ifadəsində mühüm addım olan DNT-ni RNT-yə köçürməyə haradan başlamaq lazım olduğunu göstərən yol nişanları kimi xidmət edir.

Aktivləşdirildikdə, GAL4 tetanus toksininin dəyişdirilmiş formasının istehsalına səbəb oldu. Bu, hədəflənmiş neyronların digər neyronlarla əlaqə saxlamasına mane olan molekulyar “yol bloku” kimi çıxış edir. Müxtəlif neyronlarda ifadə olunan GAL4 ilə sürfələrin nəsillərindən istifadə edərək, komanda heyvanların davranışının necə dəyişdiyini görmək üçün xüsusi neyron qruplarını susdura bildi.

Fərqli neyronların susdurulması qrupa hansının elektroqəbul üçün vacib olduğunu müəyyən etməyə imkan verdi. Onlar maraq doğuran neyronları sürfənin başının hər iki tərəfində, ucuna yaxın, qoxu və dad hissləri ilə məşğul olan nahiyədə yerləşdirdilər.

Riedl, aktivliyi real vaxtda izləyə bilmək üçün neyronlar aktiv olduqda flüoresanlaşan bir proteini kodlayan bir gen daxil etdi. Baş seqmentinin mikroskop altında elektrik sahəsinə məruz qalması onun ilk tapıntısını təsdiqlədi. “Sizə gözəl bir analiz etmək lazım deyil” dedi. “Əgər neyronlar həqiqətən cavab verərsə, işıqlanır.”

“Düzünü desəm, buna inana bilmədim. Bu çox aydın idi” deyə o əlavə etdi.

Əslində, bu çoxluqdakı yalnız bir neyron elektrik sahəsinə cavab verdi. Elektrod başın qarşısında olanda neyron maneə törədilib və elektrod arxada olanda aktivləşdirilib, sürfə öz istiqamətini dəyişməyə başlayıb.Oyna

00:00

01:00SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaŞəkil 2 ilə əlaqəli keçid sahəsində analizdə vəhşi tipli (w ^{1118 ) sürfənin davranışı. Kredit:} Cari Biologiya (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.03.014

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Qeyri-müəyyənliyi azaltmaq üçün çətin iş

Louis və Riedl bu işə 2009-cu ildə, Lui İspaniyanın Barselona şəhərindəki Genomik Tənzimləmə Mərkəzində (CRG) tədqiqatçı olanda başlamışdır. “Bu, maraqlı layihədir, çünki onun tamamlanması 15 ildən çox vaxt aparıb. “Elmi marafon.”

Səbəblərin bir hissəsi, bəzi dəmir qırıntıları ilə aşkar edilə bilən maqnit sahələrindən fərqli olaraq elektrik sahələrinin ölçülməsi və vizuallaşdırılmasının çətin olmasıdır. Komanda sürfələrin elektrik cərəyanı, turşuluq və ya temperatur qradiyenti kimi eksperimental quruluşda başqa, çaşdırıcı amillərə cavab verə biləcəyindən narahat idi.

Louis UCSB-nin fakültəsinə qoşulduqda, təcrübədə elektrik sahəsini modelləşdirə bilən elektrokimyaçı Lior Sepunaru və mexaniki mühəndis Aleks Eden ilə əlaqə qura bildi. Eden qrupa təcrübə daxilində ətraf mühiti xarakterizə etmək üçün lazım olan mürəkkəb simulyasiyalar təqdim etdi. Louis’in laboratoriyası simulyasiyalar üçün heç də yad olmasa da, “bu modelləşdirmə adətən edə biləcəyimizdən daha çox böyüklükdədir” dedi.

Eksperimental şərtlərin daha yaxşı hesablanması ilə komanda indi bu qarışıqlıq yaradan amilləri sistematik şəkildə aradan qaldırmağa başlaya bilər. Təcrübə zamanı turşuluğunu dəyişməyən elektrolit məhluluna keçdilər. Onlar həmçinin geldəki müqavimətli qızdırmaya nəzarəti gücləndirdilər.

“Cərəyanın və ya elektrik sahəsinin həqiqətən davranışı idarə edən element olub-olmadığını yoxlamaq üçün biz birini dəyişdirmək istədik, digərini yox,” Louis izah etdi, “buna nail olmaq olduqca çətindir, çünki ikisi bir-birinə bağlıdır.”

Edenin simulyasiyaları, agar mühitinin qalınlığını dəyişdirməklə buna nail ola biləcəyini göstərdi. Nəticələr onların fərziyyələrini təsdiqlədi; sürfələr agar geldə yaratdığı cərəyana deyil, elektrik sahəsinin özünə cavab verirdi. Elektrik sahəsini, onun gücünü və oriyentasiyasını aşkar edən xüsusilə başındakı neyronlar idi.Oyna

00:00

00:34SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaŞəkil 4 ilə əlaqəli NP2729>TNT sürfəsinin elektrotaktik pozğunluğu. Kredit: Cari Biologiya (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.03.014

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=3096487112&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1744268915&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-scientists-fruit-fly-larvae-electric.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS40MiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS40MiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuNDIiXV0sMF0.&dt=1744268885849&bpp=4&bdt=204&idt=4&shv=r20250408&mjsv=m202504080101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x188%2C1005x124&nras=2&correlator=3745145066377&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=6145&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=2384&eid=95351337%2C95355972%2C95355974%2C31091543%2C31091604%2C95353387%2C31091663%2C31090357&oid=2&psts=AOrYGslaLKY4Hpqq6UHBUSSLud5v5WJz-hQ5LGVQ0X8Qws2St1Z6cQH5JqpmqXm2u5451LzRRfB04mm4DbY3mGZf3bH2AsGmno53ZMVPnKtjJ-gOa0Md3A&pvsid=2936576524450076&tmod=2017501103&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=5&uci=a!5&btvi=3&fsb=1&dtd=29304

Adaptasiya spekulyasiyası

Müəlliflər Drosophila sürfələrinin niyə elektroreseptsiyanı inkişaf etdirdiyinə əmin deyillər, lakin bu yolda bəzi fərziyyələr inkişaf etdirdilər. Elektrohəssaslıq sürfələrə yaşadıqları çürüyən meyvələri idarə etməyə kömək edə bilər. Meyvə milçək sürfələri cəmi bir neçə gün ərzində inkişaf edir, buna görə də onlar daha yumşaq pulpa, daha çox şəkər və daha az spirt olan yerləri tez tapmalıdırlar. Louis dedi ki, fermentasiya heyvanların daha sonra naviqasiya etmək üçün istifadə etdiyi elektrik gradienti yarada bilər.

Bundan əlavə, almanın içi kifayət qədər qaranlıqdır. “Təkamül zamanı inkişaf edən hisslər ətraf mühitin fiziki xüsusiyyətlərini təmsil edir” deyə Riedl əlavə edib. “Beləliklə, elektrik sahəsi varsa, niyə onu hiss etməyəsiniz?”

Alternativ olaraq, heyvanlara yırtıcılıqdan qaçmağa kömək edə bilər. Uçan həşəratlar müsbət yük yığırlar , buna görə də müsbət yüklərə qarşı bu ikrah, Drosophila sürfələrinin yetkinlik yaşına çatmamış sürfələrin 90%-ə qədərini tələb edə bilən parazitoid arılardan qaçmasına kömək etmək üçün uyğunlaşma ola bilər.

Və ya bu, “həm onları meyvənin daha əlverişli hissəsinə aparan, həm də onları arı hücumundan uzaqlaşdıran şeylərin birləşməsi ola bilər” dedi Riedl.

İstənilən halda, kəşf Drosophila umwelt haqqında daha yaxşı izahat verir: müəyyən bir növün orqanizmlərinin duyğu orqanları və qavrayış sistemləri tərəfindən formalaşan dünyanı necə qavraması və yaşaması.

Əlavə suallar və yeni imkanlar

Elm adamlarının tədqiq etdiyi heyvanların əksəriyyətində elektroqəbul, təzə çamaşırları açdığınız zaman qolunuzun tüklərinin bükülməsi kimi statik yükə cavab olaraq hərəkəti təsbit edən mexanik sensor quruluşu əhatə edir. Lakin müəlliflər Drosophila sürfələrində bunu müşahidə etməyiblər: Neyronlar birbaşa elektrik sahəsinə cavab verirmiş.

Müəlliflərin hələ tapmadığı gizli aparat ola bilər və ya bu elektrosensor neyronlarda çox maraqlı bir şey baş verə bilər.

Bundan əlavə, bu sensasiyadan məsul olan neyronlar qoxuları və dadları aşkar edən bir çoxluqda yerləşmişdir. Əslində, sözügedən neyronlar hələ də onları acı maddələrə həssas edən bir gen ifadə edirlər. Hüceyrələrin həm elektrik sahələrinə, həm də acı dadlara cavab verməsi mümkündür, çünki hər iki stimul eyni reaksiyaya səbəb olur. Ola bilsin ki, elektrik sahəsinin müsbət qütbü Drosophila sürfələrində acı dada bənzər bir sensasiya yaradır və buna görə də onlardan qaçırlar.

Qrup öz kəşfini elektroreseptiyanın daha geniş şəkildə başa düşülməsinə doğru bir addım kimi görür. Lui laboratoriyasında doktorant olan həmmüəllif David Tadres, “Sizdə elektrik sahələrini aşkar edə bilən bütün bu müxtəlif heyvanlar var. Lakin onların heç biri model orqanizm olmadığı üçün hissin genetik əsaslarını öyrənmək çox çətindir” dedi. Lakin Drosophila bütün növ genetik sualları öyrənmək üçün lazım olan bir orqanizm olduğundan, komanda bu sensasiyada iştirak edən genləri müəyyən edə biləcəklərinə ümid edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=3597704619&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1744268916&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-scientists-fruit-fly-larvae-electric.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS40MiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS40MiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuNDIiXV0sMF0.&dt=1744268885853&bpp=2&bdt=208&idt=2&shv=r20250408&mjsv=m202504080101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744268752%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x188%2C1005x124%2C750x188&nras=2&correlator=3745145066377&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=7686&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=3914&eid=95351337%2C95355972%2C95355974%2C31091543%2C31091604%2C95353387%2C31091663%2C31090357&oid=2&psts=AOrYGslaLKY4Hpqq6UHBUSSLud5v5WJz-hQ5LGVQ0X8Qws2St1Z6cQH5JqpmqXm2u5451LzRRfB04mm4DbY3mGZf3bH2AsGmno53ZMVPnKtjJ-gOa0Md3A&pvsid=2936576524450076&tmod=2017501103&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=6&uci=a!6&btvi=4&fsb=1&dtd=30720

Elektrosensasiyanın əsaslarını öyrənmək heyvanlarda hiss sistemini başa düşməkdən daha çox təsirə malikdir. Hüceyrələr tez-tez elektrik sahələrinə və cərəyanlarına cavab olaraq hərəkət edirlər. Louis izah etdi ki, Drosophila-da aparılan tədqiqatlar yaraların sağalmasının vacib komponenti olan bu davranışa işıq sala bilər.

Kəşf yeni tədqiqat vasitələrinə də səbəb ola bilər. Məsələn, yosunlarda işığa cavab verən genlər optogenetikanın inkişafına səbəb oldu: gen ifadəsini və sinir fəaliyyətini işıqla birbaşa idarə etmək bacarığı. Bu fəaliyyətləri uzaqdan idarə etmək üçün bütün molekulyar alətlər kifayət qədər invaziv ola bilən hüceyrəyə giriş tələb edir. Ancaq elektrik sahəsindən istifadə edən bir texnika sadəcə toxumaya nüfuz edə bilər.

“Kiçik bir Drosophila sürfəsində yeni duyğu modallığının öyrənilməsi biomühəndislik üçün yeni istiqamətlər aça bilər” dedi Louis.

Ətraflı məlumat: David Tadres et al, Drosophila melanogaster larvasında elektrik sahələrinin hissi, Cari Biologiya (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.03.014

Jurnal məlumatı: Cari Biologiya 

Kaliforniya Universiteti – Santa Barbara tərəfindən təmin edilmişdir