Ученые выяснили, что бабочки вида Heliconius melponene в процессе эволюции научились вырабатывать оцимен, который действует как антиафродизиак. В то же время это вещество используют цветы, чтобы привлекать бабочек. Оказалось, что на восприятие оцимена влияет визуальный контекст. Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.
«Долгое время считалось, что насекомые берут химические соединения из растений, а затем используют их. Но мы показали, что бабочки могут сами производить химические вещества, причем с совершенно разными намерениями. Бабочки-самцы используют их, чтобы оттолкнуть конкурентов, а цветы используют тот же запах, чтобы привлечь бабочек для опыления», — рассказала ведущий автор работы, постдок Калифорнийского университета в Дэвисе Кэти Дарра.
Всего в мире насчитывается около 20 тысяч видов бабочек. Их продолжительность жизни различна, иногда всего месяц. Но бабочки вида Heliconius melponene, найденные в Панаме, живут дольше. Это позволило ученым изучать их вживую около шести месяцев. У самок этого вида обычно мало половых партнеров. Они хранят сперму самца после спаривания и используют ее для оплодотворения на протяжении нескольких месяцев.
Самцы Heliconius melponene стремятся спарится с максимально возможным количеством самок. Каждый раз они переносят ароматический антиафродизиачный феромон, чтобы другие самцы не проявляли интереса к «их» самкам. Это вещество называется оцимен. Оно представляет собой десятиуглеродный терпен с разветвленной цепью. Его часто вырабатывают микроорганизмы, растения и грибы, но животные к его синтезу способны крайне редко. Даже в пределах одного рода — авторы исследования выяснили, что не все бабочки Heliconius могут вырабатывать его. Ученые проанализировали близкородственный вид, который называется Heliconius cydno, и выяснили, что он не способен к производству оцимена.
Но в то же время оцимен играет и прямо противоположную функцию. Растения используют его, чтобы привлекать бабочек для опыления. Ученые выяснили, что ключевую роль в том, как бабочки воспринимают оцимен, играет визуальный контекст. «Визуальные подсказки, которые получают бабочки, имеют важное значение. Когда запах обнаруживается в присутствии цветов, он будет привлекательным, но когда он обнаружен на другой бабочке, он будет действовать отталкивающе для самцов. Так что контекст является ключевым моментом», — объяснила Дарра.
Обратив внимание на то, что близкородственный вид не способен к выработке оцимена как Heliconius melponene, исследователи обратились к генетике. Они нашли ряд генов-кандидатов и проверили их. В результате ученые смогли идентифицировать два новых гена, отвечающих за синтез терпенов. Один из них и продуцировал оцимен. Он стал первой оцименсинтазой, идентифицированной у животного. Ученые обнаружили, что эти гены принадлежали к более крупной крупной группе генов. Причем их эволюция проходила абсолютно независимо от растений, у которых оцимен также вырабатывается.
По словам ученых, их исследование проливает свет на важность запаха как формы коммуникации. «Бабочки, по-видимому, приспособились обнаруживать оцимен и находить цветы. А затем они эволюционировали, чтобы использовать его совершенно другим способом. Самцы стремятся передать свои гены следующему поколению, и они не хотят, чтобы самки имели детей с другими отцами. Поэтому они используют этот запах, чтобы сделать самок несексуальными. Самцы бабочек много пристают к самкам, так что самкам тоже может быть полезно, если оставленный запах означает, что их перестают беспокоить после того, как они уже спарились», — рассказал руководитель исследования профессор колледжа Святого Иоанна Кембриджского университета Крис Джиггинс.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
