Мухи различают изотопы по запаху

Плодовые мушки могут различать обычный водород и его изотоп - дейтерий - "по запаху". К такому выводу пришли ученые, которые недавно опубликовали статью с этими данными в Nature.

Изотопы - это разновидности атомов, которые отличаются лишь числом нейтронов - не имеющих заряда частиц, из которых наряду с протонами состоит ядро. Химические свойства изотопов как правило одинаковы, поскольку определяются зарядом ядра и орбитами электронов и количество нейтронов на них никак не влияет. Однако мухам каким-то образом удается найти отличие.

Этот факт любопытен сам по себе. Но авторы на этом не останавливаются и говорят, что все дело тут в механизмах обоняния - наиболее загадочной нашей способности. За последние два века мы смогли понять принцип работы зрительной, тактильной, слуховой систем, но вот за счет каких механизмов нам удается различать запахи, остается загадкой для ученых.

Основных теорий тут две. Классическая состоит в том, что молекулы химического вещества воспринимаются рецепторами по их пространственной конфигурации. Каждый рецептор настроен на отдельные молекулы, подобно замку, к которому подходит лишь одинаковые ключи. Это вполне логичный и правдоподобный механизм. Но с такой позиции сложно объяснить способность различать изотопы, которые отличаются только по массе.

Альтернативная теория состоит в том, что рецепторы различают молекулы по частотам их вибраций, которые определяются различными квантово-механическими свойствами и массой молекул. Собственные частоты колебаний у изотопов разные, и это позволяет рецепторам дрозофилы почувствовать разницу, считают авторы статьи.

Научное сообщество в своей реакции разделилось на два лагеря. Те, кто поддерживает классическую теорию, говорят, что изотопы химически не совсем идентичны; так вода, у которой вместо атома водорода находится дейтерий - "тяжелая вода" - токсична в отличие от обычной воды. Да и разница в массе у атомов дейтерия и водорода (дейтерий в два раза тяжелее водорода) может оказаться достаточной, чтобы повлиять на взаимодействие с обонятельными рецепторами. Другие ученые восприняли это сообщение если не как доказательство, то по крайней мере - как веский аргумент в пользу вибрационной теории обоняния.

Нельзя исключать, что, как много раз было в истории, истина окажется не на стороне одного из лагерей, а между. Ведь в обонятельной системе вполне могут работать несколько механизмов.

Сам опыт состоял в том, что мухам в Y-образном лабиринте предъявляли два вещества. В одном рукаве было привлекательное для них вещество ацетофенон, а в другом - то же вещество, но вместо атомов водорода у него были атомы дейтерия. Мушки вполне отчетливо предпочитали летать в один из рукавов. Также ученым удалось выработать у этих насекомых простые рефлексы на различия в составе веществ, содержащих либо водород, либо дейтерий.

Способны ли на такое люди, пока остается неясным. Но есть данные, что собаки по-видимому тоже справляются с этой задачей.