كيف تكتشف الحشرات وتعرف الروائح؟

الحشرات ليس لديها أنوف كما تفعل الثدييات ولكن هذا لا يعني أنها لا تشم رائحة الأشياء. تستطيع الحشرات اكتشاف المواد الكيميائية الموجودة في الهواء باستخدام هوائياتها أو غيرها من أجهزة الإحساس. تمكن حاسة الشم الحادة من الحشرات من العثور على الاصحاب ، وتحديد مكان الطعام ، وتجنب الحيوانات المفترسة ، وحتى التجمع في مجموعات. تعتمد بعض الحشرات على الإشارات الكيميائية لإيجاد طريقها من وإلى العش ، أو للفضاء بشكل مناسب في موطن بموارد محدودة.

تنتج الحشرات شبه كيميائية أو إشارات رائحة للتفاعل مع بعضها البعض. تستخدم الحشرات في الواقع الروائح للتواصل مع بعضها البعض. ترسل هذه المواد الكيميائية معلومات حول كيفية التصرف في الجهاز العصبي للحشرة. تنبعث النباتات أيضًا إشارات الفرمون التي تملي سلوك الحشرات. من أجل التنقل في مثل هذه البيئة المليئة بالرائحة ، تتطلب الحشرات نظامًا معقدًا إلى حد ما للكشف عن الرائحة.

تمتلك الحشرات عدة أنواع من الحساسات الشمية ، أو الأعضاء الحسية ، التي تجمع الإشارات الكيميائية. توجد معظم هذه الأعضاء التي تجمع الرائحة في هوائيات الحشرة. في بعض الأنواع ، قد توجد الحسة الإضافية على أجزاء الفم أو حتى الأعضاء التناسلية. تصل جزيئات الرائحة إلى الحسية وتدخل من خلال المسام.

ومع ذلك ، فإن مجرد جمع الإشارات الكيميائية لا يكفي لتوجيه سلوك الحشرة. هذا يتطلب بعض التدخل من الجهاز العصبي. بمجرد دخول جزيئات الرائحة هذه إلى الحسية ، يجب تحويل الطاقة الكيميائية للفيرومونات إلى طاقة كهربائية ، والتي يمكن أن تنتقل بعد ذلك عبر الجهاز العصبي للحشرات.

تنتج الخلايا الخاصة داخل بنية الحسية بروتينات ملزمة للرائحة. تلتقط هذه البروتينات الجزيئات الكيميائية وتنقلها من خلال اللمف إلى التغصن ، وهو امتداد لجسم الخلية العصبية. تذوب جزيئات الرائحة داخل التجويف الليمفاوي للحسية دون حماية روابط البروتين هذه.

يقوم البروتين المرتبط بالرائحة الآن بتسليم الرائحة المصاحبة لجزيء المستقبل على غشاء التغصنات. هذا هو المكان الذي يحدث السحر. يتسبب التفاعل بين الجزيء الكيميائي ومستقبله في إزالة استقطاب غشاء الخلية العصبية.

هذا التغيير في القطبية يثير الاندفاع العصبي الذي ينتقل عبر الجهاز العصبي إلى دماغ الحشراتلإبلاغ الخطوة التالية. الحشرة تشم الرائحة وستلاحق رفيق أو تجد مصدرًا للطعام أو تشق طريقها إلى المنزل وفقًا لذلك.

في عام 2008 ، استخدم عالم الأحياء في جامعة جورجتاون الروائح لإثبات أن الفراشات تحتفظ بالذكريات من كونها يرقة. خلال عملية التحول ، اليرقات يبنون شرانق حيث يقومون بإسالة وإصلاح فراشات جميلة. لإثبات أن الفراشات تحتفظ بالذكريات ، كشف علماء الأحياء اليرقات إلى رائحة كريهة مصحوبة بصدمة كهربائية. ستربط اليرقات الرائحة بالصدمة وستنتقل خارج المنطقة لتجنبها. لاحظ الباحثون أنه حتى بعد عملية التحول ، ستظل الفراشات تتجنب الرائحة ، على الرغم من أنها لم تصدم بعد.