Как насекомые останавливают собственный рост в суровых условиях
Некоторые насекомые в ответ на неблагоприятные условия, такие как суровая зима, останавливают своё развитие на определённой стадии. Этот процесс сезонной адаптации называется «зимовкой» (overwintering), когда скорость роста насекомого снижается или полностью прекращается.
У многих насекомых, например, у шелкопрядов или бабочек, диапауза хорошо изучена на стадии эмбриона или куколки. Однако механизмы остановки развития на стадии нимфы (неполовозрелой особи) оставались неясными.
Исследовательская группа под руководством доктора Кенджи Томиока из Университета Окаямы изучила этот процесс на примере сверчка Modicogryllus siamensis, который зимует именно на стадии нимфы. У этого вида наблюдается фотопериодическая реакция — реакция на длину светового дня.
Регуляция температурой
Учёные обнаружили, что низкие температуры приводят к снижению экспрессии двух генов:
Инсулиноподобного пептида (Ms'Ilp)
Мишени рапамицина (Ms'Tor)
Эти гены являются частью инсулин/TOR сигнального пути, который способствует росту. Их подавление замедляет развитие насекомого, не влияя на количество линек.
Регуляция длиной светового дня
Исследователи выяснили, что на рост и количество линек в зависимости от длины дня влияет внутриклеточный путь ювенильного гормона (JH).
Вывод
JH-сигнальный путь и контролируемый температурой инсулин/TOR путь работают совместно, регулируя развитие нимфы для достижения сезонной адаптации у этого вида сверчков.
Это исследование впервые показало, что развитие нимфы у насекомого контролируется двумя различными механизмами. Результаты углубляют понимание сезонной адаптации и эволюционной стратегии выживания насекомых в умеренных широтах, где длина дня и температура меняются в зависимости от времени года.