Научный взгляд: как феромоны вредителей сельскохозяйственных культур помогают в биоконтроле

Египетская хлопковая совка Spodoptera littoralis – вредитель широкого спектра овощных, технических и цветочных культур. Для стран ЕАЭС S. littoralis является карантинным объектом. Исследователи обнаружили, что женские феромоны насекомого играют необычную роль. Как правило, феромоны вызывают влечение, способствуя встречам мужских и женских особей в репродуктивный период. S. littoralis обладает феромональным соединением, модулирующее действие которого превосходит действие солнечного света, что может стать основой для стратегий биоконтроля.

Циркадные ритмы, циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи, у животных оказывают влияние на социальные взаимодействия. Исследователи изучили, как социальные взаимодействия могут модулировать циркадный ритм. Элементарные социальные взаимодействия остаются важными даже для одиночных видов животных.

Взрослые особи S. littoralis живут всего 7-8 дней, и поэтому самцы посвящают себя исключительно спариванию. Изучая египетскую хлопковую совку, исследователи обнаружили, что циркадный ритм самцов меняется в присутствии самок. Самцы способны воспринимать феромоны самок даже на очень больших расстояниях. Таким образом, самки могут дистанционно регулировать циркадный ритм самцов для синхронизации в периоды спаривания.

S. littoralis синтезируют различные химические соединения, но только один (Z,E)-9,11-тетрадекадиенилацетат (т.е. Z9E11-14Ac) может привлекать самцов. Когда самцы подвергаются воздействию Z9E11-14Ac, их циркадные ритмы изменяются даже в светлое время суток.

Этот результат является первым в своем роде: ранее у одиночных видов животных не было показано, что социосексуальное взаимодействие влияет на циркадные ритмы и что по своему воздействию оно превосходит влияние солнечного света. Данный факт открывает возможности для новых исследований циркадной синхронизации, в том числе у млекопитающих.

Результаты исследования могут помочь в разработке методов биоконтроля в отношении S. littoralis. Поскольку самки не реагируют на собственные феромоны, самцы могут подвергаться воздействию феромонов утром (т.е. вне естественного окна химической коммуникации), что изменит их циркадный ритм на день. В результате оба пола будут рассинхронизированы и с меньшей вероятностью встретятся и спарятся.

Использование феромонов в защите растений – это перспективное направление. В современной практике применяют синтетические аналоги феромонов насекомых. Научные разработки Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») в области синтеза феромонов обеспечивают надежную защиту садов и полей в Российской Федерации. Эффективный способ обнаружения очагов карантинных вредителей, даже при низкой численности популяции – это применение феромонных ловушек. Специалисты ФГБУ «ВНИИКР» для каждого вида вредителя разработали ловушки, учитывающие особенности биологии насекомого.

Источник: Sagnik Ghosh et al, Pheromone-mediated command from the female to male clock induces and synchronizes circadian rhythms of the moth Spodoptera littoralis, Current Biology (2024). URL: https:doi.org/10.1016/j.cub.2024.02.042