Химическая коммуникация у насекомых
Вместо инсектицидов в садах можно использовать феромоны . Насекомых-вредителей привлекают половые феромоны, что позволяет фермерам оценить уровень вредителей и, при необходимости, предоставить достаточное количество феромонов для прерывания спаривания.

Химическая коммуникация у насекомых — это социальная сигнализация между насекомыми одного и того же или разных видов с использованием химических веществ. Эти химические вещества могут быть летучими, чтобы их можно было обнаружить на расстоянии с помощью обоняния других насекомых, или нелетучими, чтобы их можно было обнаружить на кутикуле насекомого с помощью вкуса других насекомых. Многие из этих химических веществ являются феромонами , действующими как гормоны вне организма.

Среди многочисленных функций химической коммуникации — привлечение партнеров, объединение особей одного вида обоих полов, отпугивание других особей, объявление о новом источнике пищи, маркировка тропы, распознавание товарищей по гнезду, маркировка территории и провоцирование агрессии.

Химическая коммуникация внутри вида может быть узурпирована другими видами в химической мимикрии . Имитатор производит алломоны или феромоны, чтобы повлиять на поведение другого насекомого, подражателя, в свою пользу. Этот процесс важен в мимикрии муравьев , где виды, которые не похожи на муравьев, принимаются в колонию муравьев.

История исследования

В 1960 году Детье, Браун и Смит разделили химические сигналы на шесть групп. [1]

Химические сигналы посредством поведения, которое они вызывают (Детье, Браун и Смит, 1960) [1]
КатегорияРезультирующее поведение
Стимулятор локомоторикиЗаставляет насекомых рассеиваться, например, ускоряя их движения или замедляя скорость поворота.
АрестантЗаставляет насекомых собираться вместе при контакте, например, замедляя их движения или ускоряя скорость поворота.
АттрактантЗаставляет насекомых двигаться к источнику
РепеллентЗаставляет насекомых уходить от источника
Стимулятор кормления, спаривания или откладки яицПоощряет кормление, спаривание или откладку яиц
Сдерживающий факторПрепятствует питанию или откладыванию яиц

В 1965 году энтомолог Эдвард О. Уилсон опубликовал статью о химической коммуникации у общественных насекомых , утверждая, что их сообщества в основном организованы «сложными системами химических сигналов». [2] К 1990 году Махмуд Али и Дэвид Морган отметили, что эта область стала слишком обширной для всестороннего обзора. [1]

Полуохимикалии

В дополнение к использованию таких средств, как создание звуков , генерация света и прикосновение для общения, широкий спектр насекомых развил химические сигналы, семиохимические вещества . Типы семиохимических веществ включают феромоны и кайромоны . Хеморецепция — это физиологическая реакция органа чувств на химический стимул, где химические вещества действуют как сигналы для регулирования состояния или активности клетки. [1] [3]

Семиохимические вещества часто получают из растительных метаболитов. [3] Их можно сгруппировать по тому, на каких индивидуумов они действуют:

  • Феромоны служат средством общения между насекомыми одного вида. [3]
  • Алломоны приносят пользу своему производителю, поскольку оказывают воздействие на получателя. [3]
  • Кайромоны приносят пользу своему получателю, а не своему производителю. [3]
  • Синомоны приносят пользу производителю и получателю. [3]

В то время как некоторые химические вещества нацелены на особей одного вида, другие используются для коммуникации между видами. Использование запахов особенно хорошо развито у социальных насекомых. [3] Кутикулярные углеводороды — это неструктурные материалы, которые производятся и выделяются на поверхность кутикулы для борьбы с высыханием и патогенами . Они также важны как феромоны, особенно у социальных насекомых . [4]

Феромоны

Медоносная пчела , обмахивающаяся веером, обнажает железу Насонова (белую полоску на кончике брюшка), выделяющую феромон, чтобы заманить рой в пустой улей.

Феромоны бывают двух основных видов: феромоны-праймеры, которые вызывают долгосрочные изменения у насекомого, которое их получает, или феромоны-высвобождатели, которые вызывают немедленное изменение поведения. [1] К праймерам относятся феромоны королевы, необходимые для поддержания кастовой структуры социальных колоний перепончатокрылых; они, как правило, нелетучи и распространяются рабочими по всей колонии. [5] У некоторых муравьев и ос феромоны королевы представляют собой кутикулярные углеводороды . [6]

Высвобождающие феромоны [1]
ТипФункцияПримечания
сексСовместное спаривание половХорошо изучен в отряде чешуекрылых.
ПриглашениеСтимулировать кормление или откладку яиц на участке
АгрегацияОбъединяйте людейВременно у дообщественных насекомых; постоянно у общественных насекомых
Рассеивание или разнесениеСнижение внутривидовой конкуренции за дефицитный ресурс
ТревогаСигнал атаки или тревогиВ основном у колониальных насекомых
ТащитьОтметьте линию на поверхности как путь, по которому нужно следовать.В основном у перепончатокрылых (например, муравьев) и изокрылых (термитов); некоторые чешуекрылые (например, шелкопряды )
Территориальный и домашний ареалОтметьте территорию или диапазон
Поверхность и похороныМертвые муравьи стимулируют их удаление из гнезда.Возможно, поможет в распознавании колонии или вида
Феромональные железы (ЗАГЛАВНЫЕ БУКВЫ) у общественных насекомых

Эусоциальные насекомые , включая муравьев, термитов, пчел и социальных ос, производят феромоны из нескольких типов экзокринных желез . К ним относятся мандибулярные железы в голове, а также железы Дюфура , тергальные и другие железы в брюшной полости. [5]

Мимикрия

Химическая коммуникация внутри вида может быть узурпирована другими видами в химической мимикрии . Имитатор производит алломоны или феромоны, чтобы влиять на поведение другого насекомого, обманщика, в свою пользу. [7] Тип мимикрии может быть бейтсовским , при котором имитатор получает защиту, напоминая вредное насекомое; [8] он также может быть мюллеровским , при котором различные хорошо защищенные насекомые напоминают друг друга, в данном случае химически, чтобы минимизировать потери от хищников; [9] агрессивным , позволяющим хищному имитатору приближаться к своей добыче; [10] или репродуктивным, как в мимикрии Пуйянна , когда орхидея химически (и визуально) напоминает опылителя, такого как пчела или оса, который пытается совокупиться с цветком, перенося пыльцу в процессе. [11] Это также происходит при мимикрии муравьев , когда имитатор, такой как личинка бабочки, получает возможность жить в колонии муравьев, которые в противном случае убили бы его, вырабатывая муравьеподобные семиохимические вещества. [12]

Использование феромонов человеком

Использование феромонов человеком включает их применение вместо инсектицидов в садах . Насекомые-вредители, такие как плодовые моли, привлекаются половыми феромонами, что позволяет фермерам оценивать уровень вредителей и, при необходимости, предоставлять достаточное количество феромонов для прерывания спаривания. [13]

Ссылки

  1. ^ abcdef Али, Махмуд Фадл; Морган, Э. Дэвид (1990). «Химическая коммуникация в сообществах насекомых: руководство по феромонам насекомых с особым акцентом на социальных насекомых». Biological Reviews . 65 (3): 227–247. doi :10.1111/j.1469-185X.1990.tb01425.x. S2CID  86609942.
  2. ^ Уилсон, Эдвард О. (3 сентября 1965 г.). «Химическая коммуникация у социальных насекомых». Science . 149 (3688). Американская ассоциация содействия развитию науки (AAAS): 1064–1071. Bibcode :1965Sci...149.1064W. doi :10.1126/science.149.3688.1064. PMID  17737837.
  3. ^ abcdefg Галлан, ПиДжей; Крэнстон, PS (2005). Насекомые: Очерк энтомологии (3-е изд.). Оксфорд: Издательство Блэквелл . ISBN 978-1-4051-1113-3.
  4. ^ Янь, Хуа; Либих, Юрген (1 апреля 2021 г.). «Генетическая основа химической коммуникации у эусоциальных насекомых». Гены и развитие . 35 (7–8). Cold Spring Harbor Laboratory Press & The Genetics Society : 470–482. doi :10.1101/gad.346965.120. PMC 8015721. PMID  33861721 . 
  5. ↑ Аб Хефец, Авраам (28 марта 2019 г.). «Важнейшая роль феромонов праймеров в поддержании социальности насекомых». Zeitschrift für Naturforschung C . 74 (9–10): 221–231. дои : 10.1515/znc-2018-0224 . ПМИД  30920959.
  6. ^ Янь, Хуа; Либих, Юрген (1 апреля 2021 г.). «Генетическая основа химической коммуникации у эусоциальных насекомых». Гены и развитие . 35 (7–8): 470–482. doi : 10.1101/gad.346965.120 . PMC 8015721. PMID  33861721 . 
  7. ^ фон Берен, Кристоф; Поль, Себастьян; Витте, Фолькер (2012). «Об использовании терминов адаптивного сходства в химической экологии». Psyche: A Journal of Entomology . 2012 : 1–7. doi : 10.1155/2012/635761 . hdl : 2123/11217 .
  8. ^ Аугнер, Магнус; Бернайс, Элизабет А. (1998). «Защитные сигналы растений и бейтсовская мимикрия». Эволюционная экология . 12 (6): 667–679. Bibcode : 1998EvEco..12..667A. doi : 10.1023/a:1006581415114. S2CID  24632371.
  9. ^ Деттнер, К.; Липерт, К. (1994). «Химическая мимикрия и камуфляж». Annual Review of Entomology . 39 (1): 129–154. doi :10.1146/annurev.en.39.010194.001021.
  10. ^ Эберхард, Уильям Г. (1977-12-16). «Агрессивная химическая мимикрия паука-боласа». Science . 198 (4322): 1173–1175. Bibcode :1977Sci...198.1173E. doi :10.1126/science.198.4322.1173. PMID  17818935. S2CID  35215325.
  11. ^ Верекен, NJ; Макнил, JN (2010). «Обманщики и лжецы: химическая мимикрия в лучшем виде» (PDF) . Канадский журнал зоологии . 88 (7): 725–752. doi :10.1139/z10-040. ISSN  0008-4301. S2CID  82791533.
  12. ^ Akino, T.; Knapp, JJ; Thomas, JA; Elmes, GW (1999). «Химическая мимикрия и специфичность хозяина у бабочки Maculinea rebeli, социального паразита колоний муравьев Myrmica». Труды Королевского общества Лондона B: Биологические науки . 266 (1427): 1419–1426. doi :10.1098/rspb.1999.0796. PMC 1690087 . 
  13. ^ «Использование феромонов вместо инсектицидов». CSIRO . Получено 29 июня 2022 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Химическая_коммуникация_у_насекомых&oldid=1242062284"