Выбор партнёра у насекомых определяет мозг, а не обоняние

Исследователи из Амстердамского университета, Шведского университета сельскохозяйственных наук и Института химической экологии Макса Планка выяснили, как самцы кукурузного мотылька (Ostrinia nubilalis) выбирают самку для спаривания из двух похожих типов. Оказалось, что решающую роль играют не различия в антеннах-усиках, улавливающих феромоны, а изменения в мозге самца. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Обоняние для поиска партнёра

Самки мотыльков выделяют видоспецифичный половой феромон — смесь химических веществ, которая привлекает самцов на расстоянии. Самцы обнаруживают эти вещества с помощью высокочувствительных волосков на антеннах, содержащих специализированные нейроны с феромонными рецепторами.

Решающая роль мозга

Кукурузный мотылек использует простой феромон из двух изомерных соединений, идентичных, кроме ориентации двойной связи. Два «штамма» этого вида (E и Z) производят их в разных пропорциях:

• E-штамм: самки выделяют в основном E-изомер с примесью Z-изомера, что привлекает самцов E-штамма.
• Z-штамм: самки выделяют обратное соотношение, привлекая самцов Z-штамма.

Для привлечения необходимы оба компонента. Самцы обоих штаммов могут чувствовать оба изомера, имея сходные или идентичные антенные структуры и рецепторы.

Скрещивание штаммов в лаборатории и картирование гена, отвечающего за предпочтение самцов, показало, что феромонные рецепторы почти не влияют на выбор. Вместо этого, за поведенческий ответ отвечает хромосомная область, содержащая гены, участвующие в развитии нейронов. Это согласуется с предыдущими данными о разных нейронных связях между рецепторными нейронами и мозгом у самцов E и Z штаммов.

Значение исследования

По словам ведущего автора Фотини Кутуромпы, открытие новых молекулярных механизмов в обонянии насекомых важно не только для эволюционной биологии, но и для борьбы с вредителями, особенно с развитием технологии редактирования генома (CRISPR).