Ученые впервые увидели попытку шмелей вылечить свои раны
Ноцицепция — механизм, отвечающий за восприятие и центральную обработку сигналов о вредоносных процессах или воздействиях в организме. Боль — неприятное субъективное ощущение, которое, по крайней мере у людей, обычно сопровождает ноцицепцию. Ощущение боли вызывают болевые рецепторы (ноцицепторы) — свободные нервные окончания, расположенные в коже, слизистых оболочках, мышцах, суставах, надкостнице и внутренних органах.
Если ноцицепцию можно исследовать по нейронной активности, субъективное переживание боли у людей и других животных определить гораздо сложнее. В последнее время для оценки боли ученые разработали наборы так называемых нейронных и поведенческих индикаторов. Эти механизмы помогают понять, обладает ли животное способностью чувствовать боль.
Один из таких поведенческих индикаторов — самозащитное поведение, направленное на участок раздражения. Проще говоря, это растирание больного места, уход, бережное отношение к нему. К примеру, в большинстве случаев реакция человека на ушиб пальца или шишку — потереть, чтобы тем самым ослабить ощущение боли. В предыдущих экспериментах с людьми ученые доказали, что самоприкосновения действительно могут приглушить боль.
Подобное поведение наблюдается и у других позвоночных. Например, у серых крыс (Rattus norvegicus). Когда в мордочку грызунов вводили вредное вещество, они начинали потирать место укола. Кроме того, некоторые виды птиц (Pyrrhura molinae) замечены за аналогичным поведением: они ухаживали за своими конечностями после того, как туда вводили «болючее» вещество. Похожим образом на ощущение боли реагировали рыбы (Oncorhynchus mykiss), которые терлись поврежденным местом о гравий или стенки аквариума, а также некоторые беспозвоночные — крабы (Carcinus maenas, Hemigrapsus sanguineus), креветки (Palaemon elegans), каракатицы (Sepia pharoaensis) и осьминоги (Octopus bocki).
Что касается насекомых, до недавнего времени считалось, что они не способны чувствовать боль. Во время наблюдений многие раненые существа продолжали питаться и спариваться, не беспокоясь о поврежденных частях тела.
В 2022 году группа биологов под руководством Ларса Читтки (Lars Chittka) из Лондонского университета королевы Марии провела исследование и выяснила, что шмели способны испытывать чувство, напоминающее ощущение боли или крайнего дискомфорта, в ответ на внешние раздражители. Еще эти насекомые шли на компромисс и терпели доставляемые им неприятные ощущения, если в обмен получали дополнительную сладкую награду.
В новой работе Читтка и его коллеги решили проверить реакцию шмелей на нанесенные им раны. С полным текстом исследования можно ознакомиться на сайте электронного архива научных статей и препринтов по биологии bioRxiv.
В качестве подопытных специалисты выбрали земляных шмелей (Bombus terrestris). Всего 82 особи, которых разделили на три группы. К антеннам-усикам шмелей из первой группы прикоснулись паяльником, нагретым до 65 градусов Цельсия, а к усикам шмелей из второй группы — холодным утюгом. Третью группу не трогали вообще. Затем ученые наблюдали за поведением насекомых в течение 25 минут. В первые две минуты после ожога шмели из первой группы ухаживали (потирали) за своей поврежденной антенной чаще и дольше, чем за вторым нетронутым усиком, и дольше, чем подопытные из других групп.
«Наши эксперименты показали, что шмели способны уделять внимание поврежденной части тела. Хотя само по себе это не прямое доказательство того, что они могут ощущать боль, такое поведение — важный аргумент в пользу того, что насекомые чувствуют нечто подобное», — пояснил Читтка.
Результаты исследования указали на то, что у шмелей развит один из поведенческих индикаторов боли — самозащитное поведение, отметили авторы. Это подрывает ранее принятое утверждение, будто насекомые не способны чувствовать боль, поскольку никак не показывают это.
Однако с выводами Читтки и его коллег не согласились другие ученые. Например, биолог Николас Хамфри (Nicholas Humphrey) из Лондонской школы экономики посчитал, что ухаживание за поврежденным участком может быть не признаком боли, а просто эволюционной реакцией — продолжением иммунного ответа на повреждение тканей, который часто встречается у животных.
Другой ученый — Шелли Адамо (Shelley Adamo) из канадского Университета Далхаузи — полагает, что шмели реагируют на боль скорее как сложные роботы, чем как крошечные человечки. Ноцицептивный сигнал поступает в нервную систему и обрабатывается, после чего насекомое может изменить свое поведение, чтобы миновать этот раздражитель в будущем. Похожим образом действуют роботы, чтобы избежать повреждений.
Адамо пояснила, что в мозге насекомых нет анатомических доказательств наличия нейронов, отвечающих за субъективное переживание боли. Значит, насекомые не чувствительны к ней.
Отметим, что в случае шмелей устройство нервной системы далеко от человеческого, поэтому позиция Адамо нуждается в оговорке: в мозгу насекомых нет известных науке на сегодня нейронов, отвечающих за переживание боли. Далеко не факт, что их обнаружат в будущем.