Немецкие ученые исследовали воздействие повышенной концентрации озона на четыре вида мух. Оказалось, что газ мешает самкам выбрать самца своего вида. Под воздействием озона появилось больше бесплодных гибридов, чем в обычных условиях. Газ нарушает химическую коммуникацию мух и устраняет барьеры для спаривания между разными видами. Это может негативно повлиять на популяции насекомых и поставить их под угрозу вымирания. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Феромоны — это молекулы запаха, которые необходимы для химической коммуникации насекомых. Специфичные запахи привлекают особей одного вида и поддерживают естественные границы между разными видами. Многие феромоны имеют двойные углерод-углеродные связи, и это делает их уязвимыми для окисления некоторыми атмосферными газами, включая озон.
Ранее немецкие ученые установили, что повышенный уровень озона нарушает химическую коммуникацию внутри одного вида мух: газ разрушает двойные углерод-углеродные связи в феромонах, в результате чего самцы мух не отличают самок от самцов и ухаживают за обоими полами. Теперь исследователи решили выяснить, влияет ли деградация феромонов на границы спаривания между разными видами. Для этого они выбрали четыре вида мух: Drosophila melanogaster, Drosophila simulans, Drosophila sechellia и Drosophila mauritiana. Первые два вида распространены по всему миру, а вторые два встречаются только на Сейшельских островах и Маврикии.
В течение двух часов ученые подвергали мух воздействию озона с концентрацией, которая часто присутствует в жаркие дни в городах. Готовые к спариванию самки получили возможность выбрать самца своего или другого вида. Через несколько часов исследователи отделили самок от самцов и позволили им отложить яйца. Чтобы определить, с каким видом спаривалась самка, ученые проанализировали половые органы потомства мужского пола — виды и их гибриды можно отличить по внешнему виду. Результаты показали, что под воздействием озона появлялось больше гибридных особей, чем в обычных условиях. Многие из полученных гибридов бесплодны, поэтому их рождение препятствует распространению мух и даже может угрожать популяции. Однако ученые заметили, что спаривание между D. simulans и D. mauritiana, D. simulans и D. sechellia привело к появлению фертильных гибридов. Некоторые гибриды женского пола оказались более привлекательными для самцов родительского вида.
В процессе спаривания мухи полагаются не только на химические сигналы, но и на аудиосигналы — вибрируя крыльями, они издают специфичные для своего вида «песни». Многие особи используют и визуальные сигналы. Однако в условиях повышенного уровня озона никакие дополнительные средства не помогли самкам отличить своих сородичей от самцов другого вида.
По словам ученых, загрязнение воздуха — недооцененная угроза для насекомых. Они полагаются на запахи не только при выборе партнера, но и для оповещения других особей об опасности, а социальные насекомые, например муравьи, ориентируются на феромонные следы для распознавания сородичей по гнезду. Многие из этих молекул запаха также содержат двойные углерод-углеродные связи, которые могут разрушаться под действием озона. В будущем ученые планируют исследовать влияние озона на химическую коммуникацию муравьев.
За пределами лаборатории воздействие озона могут усиливать другие окисляющие загрязняющие вещества, такие как оксиды азота. Их нельзя проверить в лабораторных экспериментах из-за высокой токсичности.
«Предельные уровни содержания загрязняющих веществ в воздухе должны быть пересмотрены, учитывая, что даже небольшие количества этих веществ оказывают значительное влияние на химическую коммуникацию насекомых. Поскольку в настоящее время мы сталкиваемся с резким сокращением численности популяций насекомых, мы должны попытаться понять все возможные факторы, которые способствуют этому сокращению, и противодействовать им», — рассказал Маркус Кнаден, соавтор исследования из Института химической экологии Общества Макса Планка (Германия).
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
