Как насекомые узнают, что приближается зима, и вовремя прекращают размножаться? Ответ на этот вопрос нашли японские ученые из университета Осаки. Их работа, опубликованная в The Journal of Experimental Biology, раскрывает, как сокращение светового дня и нейропептид коразонин влияют на биологические ритмы.
Исследование проводилось на бобовом жучке (Riptortus pedestris) — насекомом, особенно чувствительном к смене сезонов. Самки этого вида прекращают откладывать яйца и «впадают в спячку» (репродуктивную диапаузу), если день становится короче 12 часов. Ученые обнаружили, что в условиях короткого светового дня в мозге активируются особые нейроны, которые начинают вырабатывать коразонин — сигнал «стоп» для репродуктивной системы. Когда же экспрессию гена коразонина подавляли с помощью РНК-интерференции, даже при коротком дне самки продолжали откладывать яйца. Это стало прямым доказательством того, что коразонин необходим для перехода в диапаузу.
Молекулярный маршрут выглядит так: глаза воспринимают длину дня, сигнал поступает в мозг, активируя нервные клетки, которые производят коразонин. Он затем попадает в гемолимфу (аналог крови у насекомых) и действует напрямую на яичники и жировое тело, замедляя их работу. Интересно, что нейроны, вырабатывающие коразонин, связаны с так называемыми PDF-нейронами — они участвуют в регуляции внутренних биологических часов. Это значит, что между циркадными ритмами и системой размножения у насекомых существует прямая связь.
Авторы считают, что полученные данные не только объясняют, как насекомые «чувствуют» приближение зимы, но и открывают новые возможности для сельского хозяйства. Манипулируя коразониновой системой, можно будет управлять размножением насекомых-вредителей без применения пестицидов и с минимальным вредом для окружающей среды.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что инфекция и жара заставили жуков производить только мужское потомство.