Działanie feromonów inne, niż myślano

Naukowcy z Uniwersytetu Teksańskiego dokonali odkrycia, które znacząco zmienia dotychczasowe wyobrażenie o działaniu feromonów - naturalnych substancji sygnałowych wytwarzanych przez wiele gatunków organizmów. Badania Amerykanów, oprócz posiadania oczywistego waloru poznawczego, mogą w znaczący sposób przyczynić się do rozwoju nowych metod walki z niekorzystnymi dla człowieka gatunkami owadów.

Badacze zauważyli, że feromony, wbrew powszechnemu przekonaniu badaczy, nie wiążą się z neuronami bezpośrednio. Dla zajścia tego procesu potrzebne jest jeszcze białko zwane LUSH, wydzielane na zewnątrz komórek w owadzich czułkach. Aby sygnał zawarty w feromonie został przekonany do mózgu, molekuła ta musi zostać związana przez cząsteczkę białka. Dopiero powstały w ten sposób kompleks jest w stanie pobudzić komórki nerwowe i przekazać do mózgu informację wysłaną przez innego osobnika. 

Pod wpływem połączenia się z feromonem LUSH zmienia swój kształt i nabiera możliwości związania receptora, czyli "odbiornika" w neuronie. Istotę tego odkrycia tłumaczy dr Dean Smith, pracownik Szkoły Medycznej Uniwersytetu Teksańskiego: Gdybyśmy mogli ograniczyć tę interakcję, moglibyśmy skuteczniej kontrolować szkodniki atakujące nasze plony, insekty przenoszące malarię i wiele podobnych.

W swoich badaniach Amerykanie skupili się na pojedynczym feromonie produkowanym przez muszkę owocową (Drosophila melanogaster), zwanym cVA. Jest on wytwarzany przez samce, lecz zdolność do jego odbioru posiadają osobniki obu płci. Służy on jako chemiczny sygnał gotowości do rozrodu oraz ułatwia odnajdowanie partnera przez samice. Badacze postanowili sprawdzić, w jaki sposób sygnał docierający do organizmu muszki jest przekazywany do układu nerwowego. 

Udział białka LUSH w przekaźnictwie informacji został potwierdzony już wcześniej, lecz do niedawna sądzono, że jego rola ogranicza się wyłącznie do transportowania feromonu w pobliże neuronu. Dzięki eksperymentom na modyfikowanych genetycznie insektach udowodniono jednak, że teoria ta nie była do końca poprawna. Aby to wykazać, wyhodowano odmiany muszek produkujące różne formy LUSH, różniące się między sobą podatnością na zmiany formy oraz kształtem. Ku zaskoczeniu badaczy okazało się, że specjalny wariant proteiny, zaprojektowany tak, by przypominał swym kształtem kompleks LUSH-cVA, ma zdolność do samodzielnego pobudzania układu nerwowego. Wykazano w ten sposób, że ani feromon, ani proteina nie są zdolne samodzielnej do aktywacji neuronów - zdolność taką posiada wyłącznie połączenie obu tych cząsteczek.

Jak tłumaczy dr Smith, system przekaźnictwa sygnałów z wykorzystaniem feromonów funkcjonuje także u wielu innych gatunków owadów, co daje nadzieję na opracowanie środków zaburzających ich zachowanie i rozród oraz ograniczających ich szkodliwość. Wymaga to jednak, oczywiście, wielu badań nad specyficznymi dla konkretnych gatunków wariantami tego mechanizmu.

feromony cVA drosophila melanogaster muszka owocówka LUSH