Ученые нашли феромон, который саранча выделяет для защиты от каннибализма. Они также установили рецептор, распознающий этот феромон. Новые данные помогут бороться с нашествиями саранчи. Исследование опубликовано в журнале Science.
Саранча может существовать в двух фазах: в одиночной и стадной. В одиночной фазе особи живут по отдельности и остаются на одном месте. Обычно в такой фазе саранча мало ест и мало контактирует с другими особями. Если же плотность популяции резко увеличивается из-за дождя или обилия пищи, то саранча может быстро изменить свое поведение — за считанные часы. В стадной фазе насекомые собираются в «тучи», которые могут состоять из нескольких миллиардов особей. Они способны видеть, слышать и чувствовать запахи друг друга. Из-за этого повышаются уровни серотонина и дофамина в мозге саранчи, вследствие чего они становятся более агрессивными, активными, у них повышается аппетит. Также саранча способна выделять феромоны, способствующие образованию стаи, что может негативно сказаться на сельхозугодьях. При этом в стадной фазе саранча может быть склонна к каннибализму.
Ученые провели ряд экспериментов с саранчой и подтвердили, что если в клетке было много особей, то повышалось число случаев каннибализма. Далее исследователи проанализировали феромоны, которые вырабатываются саранчой в одиночной и стадной фазе. Среди 17 феромонов, которые выделяются только в стадной фазе, ученые обнаружили фенилацетонитрил (ФАН). Это вещество, судя по всему, способно отпугивать других особей. При повышении плотности популяции, когда учащались случаи каннибализма, саранча активнее вырабатывала ФАН. Это помогало снизить частоту каннибализма. Чтобы подтвердить его функции, ученые воспользовались инструментами генной инженерии и «выключили» ген, который отвечает за синтез ФАН. В его отсутствие число случаев каннибализма снова повышалось.
Далее ученые попытались отыскать рецептор, распознающий ФАН. У саранчи есть более 140 генов, кодирующих обонятельные рецепторы, так что ученым пришлось проверять функцию каждого из них по отдельности. Проведя тесты на 49 разных обонятельных рецепторах с помощью 200 феромонов, исследователи наконец выяснили, что рецептор OR70a способен специфично распознавать ФАН. Если ген, отвечающий за синтез OR70a, был отключен у саранчи, то ученые снова наблюдали рост в числе случаев каннибализма. Это говорит о том, что в отсутствие рецептора насекомые просто не могли чувствовать ФАН.
Так как каннибализм играет значительную роль в динамике стай саранчи, открытие механизмов его регуляции поможет контролировать саранчу. Если искусственно ингибировать ФАН или его рецептор, то тогда саранча начнет контролировать свою популяцию сама, уменьшая ее за счет каннибализма.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
