Co łączy muszkę owocową i jedwabnika?
Ekolog Walter Leal i genetyk Deborah Kimbrell z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis postanowili wspólnie oszukać muszki owocowe, przekonując je zapachowo, że jedwabniki morwowe są ich potencjalnymi partnerami seksualnymi. Zmienione genetycznie muszki reagowały na zapach samic jedwabników.
Praktyczne implikacje takiego odkrycia są, wbrew pozorom, bardzo istotne. Metody, które przyciągają lub odstraszają owady, wykorzystuje się przecież w rolnictwie (m.in. przy opryskach pestycydami) czy entomologii medycznej. Wyniki omawianego studium mogą pomóc w zaprojektowaniu związków chemicznych skuteczniej przyciągających owady, a jednocześnie lepiej blokujących ich system komunikowania się. Jest to możliwe, ponieważ owady porozumiewają się i odbierają zapachy za pomocą czułków.
Wiele owadów, w tym jedwabniki morwowe, wydziela feromony, stanowiące ważną informację dla partnera seksualnego. Jedwabniki polegają na powonieniu jak na żadnym innym zmyśle — twierdzi Leal, profesor i dyrektor Wydziału Entomologii. Podążają za zapachem, zanim nie odnajdą samicy.
Uzyskaliśmy bardzo wyraźną reakcję. Zapisy wskaźników elektrofizjologicznych oraz testy polegające na bezpośredniej stymulacji ujawniły, że transgeniczne muszki owocowe bez wątpienia reagowały na feromony jedwabników.
Przed przepoczwarzeniem się gąsienice motyla formują kokony. Plotą je z pojedynczej nici, której długość dochodzi niekiedy nawet do 1500 m. W zależności od gatunku jedwabnika, nić ma różne kolory. Może być biała, niebieskawa albo żółta. To dla niej Chińczycy zaczęli hodować te nocne motyle już ok. 2600 roku przed naszą erą.
Muszka owocowa (Drosophila melanogaster) jest od dawna modelowym owadem genetyki. Szybko się rozmnaża i ma stosunkowo niewielki genom.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego dostali zmutowane muszki od Johna Carlsona, biologa molekularnego z Yale University. Muszki miały tzw. pusty, czyli pozbawiony receptorów, neuron. Wyposażono go w receptory feromonów samicy jedwabnika morwowego. Następnie testowano, czy i jak odbiera docierające do niego sygnały zapachowe.
Wyniki badań opublikowano w najnowszym wydaniu magazynu Proceedings of the National Academy of Sciences.
Nowy projekt był pokłosiem wcześniejszych badań Leala na komarach. Opracował on lepkie mikstury, które wabiły samice w pułapkę. Następnie komarzyce testowano pod kątem obecności wirusa zapalenia mózgu zachodniego Nilu. Ponieważ komary nie stosują charakterystycznych dla swojego gatunku feromonów, Leal zdecydował się na badanie pary muszka owocowa-jedwabnik morwowy.
Wśród rodzimych ciem feromony są dla samców wyczuwalne nawet z odległości wielu kilometrów. Jednocześnie z odkryciem pierwszego feromonu u jedwabnika morwowego (Bombyx mori) stało się jasne, że owady polegają na niesionych wraz z nimi informacjach nie tylko po to, by rozpoznać potencjalnego partnera seksualnego, ale także zidentyfikować ofiarę czy określone cechy środowiska.
Posługując się zlokalizowanymi na czułkach 17 tys. receptorów, jedwabnik morwowy wyczuwa obecność bombykolu, ale także i drugiego związku, zwanego bombykalem (oba są wydzielane przez gruczoły samic). Leal wyjaśnia, że receptory składają się z dwóch neuronów węchowych. Jeden jest wyspecjalizowany w wykrywaniu bombykolu, drugi: bombykalu.
Molekularne podstawy wrażliwości i wybiórczości owadziego „nosa” nie są jeszcze znane. W dodatku, w odróżnieniu od muszek owocowych, jedwabniki morwowe nie są podatne na manipulacje genetyczne.
Feromony są stosowane nie tylko przez zwierzęta, ale i przez kilkadziesiąt gatunków roślin, a także przez bakterie oraz drożdże.
Komentarze (0)