После долгих ожиданий мы теперь точно знаем, как многоножки занимаются сексом. С помощью методов визуализации, использующих светящиеся ткани многоножек, исследователи прояснили сложный процесс спаривания этого членистоногого. Это открытие знаменует собой завершение почти 80-летних поисков генитального строения многоножки.
После того как пара многоножек начала заниматься сексом, исследователи из Филдского музея естественной истории в Чикаго просканировали в электронном микроскопе обе особи и одну пару самец-самка. Они также сделали десятки фотографий под разными углами на цифровую камеру. Накладывая их друг на друга в цифровом формате, они смогли уточнить крошечные детали гениталий. Они фотографировали многоножек как при естественном, так и при ультрафиолетовом освещении, поскольку их гениталии светятся при ультрафиолетовом освещении. В своем пресс-релизе Музей Филда сравнил получившиеся фотографии с "рейвом, хотя и состоящим из микроскопических гениталий многоножек".
В Калифорнийском университете в Дэвисе ученые поместили отдельных многоножек в пробирки и провели микротомографическое сканирование, которое позволило получить серию рентгеновских снимков и представить жуков в трехмерном изображении без необходимости препарирования. Команда опубликовала свои результаты в журнале Arthropod Structure & Development.
Изучив 3D-изображения, исследователи отметили, что самцы и самки многоножек, скорее всего, спариваются в форме "замок и ключ". Исследователи узнали, что гоноподы самца - специализированная пара ног, используемая для введения спермы в самку - сначала покрываются голубоватым эякулятом. Затем он вводит крошечную мясистую часть гоноподов в вульву самки. В этот момент две многоножки "смыкаются" вместе.
После коитуса вульвы самки могут закрываться липким секретом, который удерживает сперматозоиды внутри. Когда она откладывает яйца, они покрываются сохраненными сперматозоидами, что завершает процесс оплодотворения.
Команда специально изучала род Pseudopolydesmus, состоящий из коричневых многоножек длиной в полдюйма, обитающих в Северной Америке. Всего известно более 13 000 видов многоножек, и каждый из них спаривается уникальным образом. Но Pseudopolydesmus привлекли внимание ученых тем, что они особенно охотно занимаются сексом.
"Одна из проблем с многоножками заключается в том, что они многое делают, будучи вкопанными в землю, и если вы их вытащите, вы их потревожите, и они прекратят свои действия", - сказала автор исследования Петра Сиервальд в пресс-релизе. "[Псевдополидесмус] даже спаривается в лаборатории в чашке Петри под светом".
Множество ног многоножки обычно скрывают сложность процесса спаривания. КТ-сканирование позволило получить четкое представление о вульвовых железах самки и лучше понять механику полового акта многоножки.
Их открытие может помочь ученым в понимании взаимоотношений между различными видами многоножек, а также их эволюции в целом. Сейчас, например, мы не имеем ни малейшего представления о том, как выглядят вульвы большинства многоножек. Дальнейшие исследования могут помочь в определении текущего состояния их биоразнообразия, говорится в дополнительном исследовании 2019 года.
Как отметил Сиервальд в пресс-релизе, ногастые, беспорядочные членистоногие могут также "рассказать нам о геологической истории Северной Америки. По мере формирования горных хребтов и рек группы многоножек отсекались друг от друга и развивались в новые виды".
Сегодня ногастые членистоногие сталкиваются с проблемами, связанными с изменением климата. По словам Сервальда, по мере потепления многоножки будут продвигаться на север, как это происходило после плейстоцена, когда отступали ледники и распространялись леса. Но более непосредственная угроза исходит от вырубки лесов и эрозии почвы, которая уничтожает листовую подстилку, которой питаются многоножки. И наоборот, исчезновение многоножек может привести к избытку гнилых листьев в лиственных лесах. В целом, нам еще многое предстоит узнать о наших многоногих друзьях, и понимание графических тонкостей процесса их совокупления - ключевой шаг вперед.