Почему насекомые могут развиваться из неоплодотворённых яйцеклеток
Учёный биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова совместно с российским коллегой объяснил частое явление партеногенеза — развития насекомых из неоплодотворённых яйцеклеток. Изучение этого явления может помочь в контроле видов, наносящих вред сельскому хозяйству. Результаты опубликованы в Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research.
Исследователь МГУ описал типы партеногенетического развития, встречающиеся в различных группах насекомых с полным превращением (Holometabola).
Партеногенез встречается в трёх формах:
- Арренотокия — из неоплодотворённых яйцеклеток появляются только самцы. Наблюдается у ос, пчёл и шмелей. Самцы в этих видах обычно развиваются из неоплодотворённых яиц и имеют одинарный (гаплоидный) набор хромосом, в то время как самки диплоидны и развиваются из оплодотворённых яиц.
- Телитокия — из неоплодотворённых яиц появляются самки, а самцы отсутствуют. Характерна для некоторых долгоносиков и мешочниц.
- Дейтеротокия — из неоплодотворённых яйцеклеток развиваются особи обоих полов. Встречается, например, у многих орехотворок семейства Cynipidae.
По словам биолога Владимира Гохмана, ведущего научного сотрудника Ботанического сада МГУ, партеногенез благоприятен для возникновения и существования групп при низкой плотности популяции, а также для быстрого размножения определённого генотипа в благоприятных условиях. С другой стороны, иногда очень большая численность популяций насекомых, размножающихся половым путём, также может приводить к развитию партеногенетических линий.
Основная причина партеногенеза очевидна: насекомые сталкиваются с проблемой поиска полового партнёра при низкой плотности популяции, что часто бывает в экстремальных местообитаниях. С другой стороны, партеногенез в популяциях с высокой плотностью можно объяснить тем, что при высокой численности снимаются многие эволюционные запреты, препятствующие партеногенетическому развитию, особенно у фитофагов — насекомых, питающихся растениями.
«Многие серьёзные вредители сельского и лесного хозяйства, а также их естественные враги среди насекомых являются партеногенетическими, и поэтому изучение различных типов партеногенеза необходимо для успешного контроля этих видов-вредителей», — отмечает Гохман.
Фитофаги, размножающиеся телитокией, особенно вредны для сельского хозяйства и лесов, поскольку несколько самок могут быстро дать начало полностью жизнеспособной популяции вредителей в отсутствие самцов.