Американский таракан (Periplaneta americana) очень красив. У него крупное коричневато-серое тело и крылья на зависть эльфам. Роскошное это существо - одно из древнейших насекомых. Американский таракан много старше динозавров. Просуществовать так долго можно только благодаря набору исключительных качеств, поэтому неудивительно, что таракан попал в поле зрения ученых Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН С. А. Шуколюкова и В. С. Саакова (Санкт-Петербург). Исследователи установили, что одно из эволюционных достижений американского таракана - неприхотливость в еде. Речь в данном случае идет не о вкусовых предпочтениях, а о несбалансированной диете. Еда для организма - источник множества веществ, и нехватка любого из них может обернуться трагедией. Так, большинству зрячих живых существ, населяющих нашу планету, необходим каротин, иначе их зрение, особенно в темноте, сильно ухудшается. Американские же тараканы могут недополучать каротин годами, но его содержание в глазу останется постоянным, а зрение - нормальным.
Исследователи работали с двумя группами тараканов: одна сидела на бедной каротиноидами - биохимическими предшественниками каротина - диете (белый хлеб, геркулес, сахар, вода), другую пичкали каротиноидами, добавляя в рацион морковный сок. Через шесть месяцев ученые сравнили уровень каротиноид ов в кишечнике у животных обеих групп и обнаружили тринадцатикратную разницу. В то же время в глазу никаких различий не было. Таракан, в отличие от большинства насекомых, каким-то образом ухитряется постоянно поддерживать стабильный и, вероятно, физиологический уровень этих веществ в глазу независимо от диеты. Такую независимость животные сохраняют очень долго. Ученые исследовали тараканов, у которых и отцы и деды сидели на хлебе и воде, но уровень каротиноидов остался неизменным. За три года, что длился эксперимент, любые запасы организма должны были бы иссякнуть, а тараканам хоть бы что. Возможно, им достаточно микроскопических количеств каротиноидов, и в больших запасах этих веществ тараканы потребности не имеют, равно как и нужды в постоянном поедании моркови. Петербургские исследователи, однако, предположили, что тараканы каротин синтезируют.
Для проверки этой гипотезы в тельце таракана, между четвертым и пятым брюшными сегментами, вводили микрошприцем меченный радиоактивным углеродом предшественник каротиноидов - 5-пирофосфат-мевалоновую кислоту. Содержание каротина в глазу подскакивало на второй и четвертый день после введения предшественника, а потом возвращалось к исходному уровню. Ученые сочли этот факт доказательством синтеза каротина внутри таракана. Они предположили, что американский таракан обладает двумя уникальными физиологическими механизмами, которые служат одной цели - оптимально обеспечивать функцию зрения. При избытке каротиноидов в пище животное способно накапливать их в огромных количествах в кишечнике. Если же источники каротиноидов иссякли, таракан начинает синтезировать их сам. В результате работы этих двух механизмов уровень каротиноидов в глазу остается постоянным, его невозможно изменить никакой диетой. Правда, исследователи пока не знают, само насекомое справляется с синтезом или же ему помогают бактерии-симбионты, которые могут населять его пищеварительный тракт.
Интересно сравнить возможности простого американского таракана и человека. Люди, как и другие млекопитающие, каротиноиды не синтезируют, но в случае их избытка могут запасать в печени; запасов хватает на несколько месяцев, что, конечно, не идет ни в какое сравнение с тараканьим трехлетним сроком. Проблемы со здоровьем у людей возникают при недостатке витамина А, который образуется из каротина, поэтому при необходимости они принимают не каротин, а витамин. Но чрезмерный избыток каротина человеку на пользу не идет: 20-30-кратное превышение рекомендуемой дозы витамина А (1 мг в день) может привести к отравлению. Чаще всего от этого страдают те, кто злоупотребляет витаминными препаратами. Американский же таракан может злоупотреблять каротином сколько угодно и не отравится. Давайте же восхитимся его совершенством, благодаря которому вид процветает уже сотни миллионов лет.
