Huttrande harkrank trotsar vargavintern med värdefull värmestrategi
En liten insekt som lever på snö äger en oväntad superkraft: den kan producera egen värme för att klara minusgrader. Upptäckten ger ny förståelse för hur liv kan fungera i extrema miljöer.
Snöflugan, en märklig harkrank som är aktiv mitt i vintern, rör sig på snön i temperaturer mellan cirka 0 och −7 grader. För de flesta insekter innebär sådana temperaturer en säker död. Men snöflugan har utvecklat en kombination av avancerade biologiska lösningar som gör det möjligt att inte bara överleva – utan att vara aktiv när andra arter går i dvala.
– I stället för att undvika kylan söker snöflugan upp den. Den lever verkligen på gränsen för vad som är biologiskt möjligt, säger Marcus Stensmyr, biologiforskare vid Lunds universitet.
En ny Lundastudie, som gjorts tillsammans med Northwestern University i USA, visar att snöflugan använder flera strategier samtidigt. Den producerar antifrysproteiner som hindrar iskristaller från att växa och skada celler – en mekanism som annars främst är känd från arktiska fiskar. Samtidigt kan insekten generera korta värmepulser i kroppen, vilket gör att den tillfälligt höjer sin kroppstemperatur när omgivningen snabbt blir kallare.
– Det är mycket ovanligt att insekter kan producera egen värme. Här ser vi något som liknar de mekanismer som däggdjur använder, men i en liten, kallblodig insekt, säger Marcus Stensmyr.
Forskningen visar också att snöflugan är mindre känslig för den smärta som normalt uppstår vid extrem kyla. En viktig köld- och smärtreceptor är betydligt mindre känslig än hos exempelvis bananflugor och myggor, vilket gör att snöflugan kan fortsätta fungera i temperaturer som annars skulle vara förlamande.
För att förstå dessa anpassningar har forskarna som första grupp i världen kartlagt snöflugans genom på kromosomnivå. Analysen visade en rad ovanliga gener, däribland sådana som är kopplade till värmeproduktion och antifrysproteiner.
– Evolutionen har alltså skapat en mystisk vinterakrobat som i gränslandet mellan liv och död trotsar både Kung Bore och fimbulvintern, säger Marcus Stensmyr.
Studien ger nya svar på en grundläggande fråga inom biologin: hur små organismer utan egen temperaturreglering kan överleva i extrema klimat. Fynden kan på sikt bidra till utveckling av nya metoder för att skydda celler, vävnader och material från köldskador.
– Det här är bara början. När vi nu förstår att naturen redan har löst problemet med att fungera vid fryspunkten, öppnar det för helt nya sätt att tänka kring allt från medicinsk nedkylning till hållbara material i ett kallare klimat. Snöflugan visar att gränsen för liv inte är där vi trodde – den är där vi ännu inte har letat, säger Marcus Stensmyr.
Förutom Northwestern University och Lunds universitet har följande organisationer och lärosäten deltagit i arbetet: NSF-Simons National Institute for Theory and Mathematics in Biology, University of Washington, ShanghaiTech University, Baylor College of Medicine, Rice University, Max Planck Center next Generation Chemical Ecology.
Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Current Biology: ”Coordinated molecular and physiological adaptations enable activity at sub-freezing temperatures in the snow fly Chionea alexandriana”
För mer information, kontakta:
Marcus Stensmyr, universitetslektor
Biologiska institutionen, Lunds universitet
046 222 37 87
0703 65 74 44
marcus.stensmyr@biol.lu.se
*
Johan Joelsson, pressansvarig
Naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
0730 27 58 90