Ученые нашли химическое вещество, останавливающее каннибализм саранчи

Нашествие саранчи, которая затмевает небо и уничтожает все, что растет, известно с библейских времен и сегодня угрожает продовольственной безопасности миллионов людей в Азии и Африке.

Но новое открытие, о котором сообщалось в четверг, — феромон, испускаемый насекомыми, чтобы избежать каннибализма в стае, — потенциально может проложить путь к обузданию прожорливых вредителей.

Руководитель исследования Билл Ханссон, директор отдела эволюционной нейроэтологии Института Макса Планка, сообщил AFP, что новая статья, опубликованная в Наукаоснованный на предыдущих исследованиях, которые обнаружили, что стаи управляются не сотрудничеством, а фактически угрозой потребления другими саранчовыми.

Несмотря на отвращение к современным людям, каннибализм широко распространен в природе — от львов, которые убивают и пожирают чужих детенышей, до лис, которые потребляют мертвых сородичей для получения энергии.

Считается, что для саранчи каннибализм служит важной экологической цели.

Перелетная саранча (Locusta migratoria) встречается в разных формах и ведет себя настолько по-разному, что до недавнего времени считалось, что это совершенно разные виды.

Большую часть времени они существуют в «одиночной» фазе, держась особняком и сравнительно мало едят, как робкие кузнечики.

Но когда плотность их популяции увеличивается из-за дождей и временных хороших условий для размножения, за которыми следует нехватка пищи, они претерпевают серьезные изменения в поведении из-за выброса гормонов, которые активизируют их, заставляя собираться в стаи и становиться более агрессивными.

Это известно как «стадная» фаза, и считается, что страх перед каннибализмом помогает удерживать рой в одном направлении, от области с более низкой до более высокой концентрации пищи, согласно исследованию 2020 года, проведенному Иэном Кузеном из Института животных Макса Планка. Исследовать.

Ханссон объяснил, что «саранча поедает друг друга сзади».

«Поэтому, если вы перестанете двигаться, вас съест другой, и это навело нас на мысль, что почти у каждого животного, находящегося под угрозой, есть какие-то контрмеры».

В ходе кропотливых экспериментов, на выполнение которых ушло четыре года, команда Ханссона впервые установила, что показатели каннибализма действительно возрастали по мере увеличения числа «стадных» саранчовых, содержащихся в клетке, доказав в лаборатории то, что Кузен наблюдал в полевых условиях в Африке (т. точка срабатывания была около 50 в клетке).

Затем они сравнили запахи, издаваемые одиночной и стадной саранчой, и обнаружили 17 запахов, издаваемых исключительно во время стадной фазы.

Было обнаружено, что одно из них, известное как фенилацетонитрил (ПАН), отпугивает других саранчовых в поведенческих тестах.

PAN участвует в синтезе сильнодействующего токсина, который иногда вырабатывается стадной саранчой — цианистого водорода, — поэтому выделение PAN, по-видимому, подходит как сигнал, чтобы сказать другим отступить.

Редактирование генома

Чтобы подтвердить открытие, они использовали редактирование CRISPR для генетической модификации саранчи, чтобы она больше не могла производить PAN, что, в свою очередь, сделало ее более уязвимой для каннибализма.

Для дальнейшего подтверждения они проверили десятки обонятельных рецепторов саранчи и в конечном итоге остановились на одном, который был очень чувствителен к PAN.

Когда они отредактировали ген саранчи, чтобы она больше не производила этот рецептор, модифицированная саранча стала более людоедской.

Исследователи Иэн Кузен и Эйнат Кузен-Фукс написали в соответствующем комментарии в журнале Science, что открытие помогло пролить свет на «сложный баланс» между механизмами, которые заставляют мигрирующих саранчовых группироваться вместе, а не конкурировать друг с другом.

Таким образом, будущие методы борьбы с саранчой могут использовать технологии, которые смещают этот хрупкий баланс в сторону усиления конкуренции, но Ханссон предупредил: «Вы не хотите искоренять этот вид».

«Если бы мы могли уменьшить размер роев, направить их в районы, где мы не выращиваем наши культуры, то многое можно было бы выиграть», — добавил он.

© 2023 АФП