Жуки, которые мочатся до смерти, могут стать средством борьбы с вредителями
До 25% мирового производства продуктов питания ежегодно теряется из-за насекомых, в основном жуков. Эти выносливые насекомые составляют каждый пятый вид животных на Земле и издавна уничтожают урожаи.
Широкое использование пестицидов вредит биоразнообразию, окружающей среде и здоровью человека. По мере отказа от различных пестицидов требуются новые решения для борьбы с вредителями, не вредящие людям или полезным насекомым, таким как пчёлы.
Исследователи из отдела биологии Копенгагенского университета в рамках разработки более «экологичных» методов борьбы с вредными насекомыми обнаружили, какие гормоны регулируют образование мочи в почках жуков.
«Знание того, какие гормоны регулируют образование мочи, открывает путь к разработке соединений, подобных гормонам жуков, которые, например, могут заставить жуков образовывать так много мочи, что они умрут от обезвоживания», — объясняет доцент Кеннет Веланд Халберг.
Древние египтяне уже нарушали водный баланс жуков
Исследование демонстрирует, что жуки регулируют свой водно-солевой баланс принципиально иным способом, чем другие насекомые. Эта разница важна для борьбы с определёнными видами, не затрагивая их соседей.
«Современные инсектициды парализуют нервную систему насекомого. Проблема в том, что нервные системы насекомых довольно схожи у разных видов. Использование этих инсектицидов приводит к гибели пчёл и других полезных насекомых», — говорит Кеннет Веланд Халберг.
Древние египтяне смешивали гальку с зерном, чтобы царапать восковой слой экзоскелета жуков, что приводило к потере жидкости и гибели некоторых из них, хотя они и не понимали физиологических причин.
Будущее более целенаправленной борьбы
Глобальное использование пестицидов оценивается примерно в 100 миллиардов долларов в год. Более строгие правила их применения оставляют фермерам меньше вариантов.
«Стимул к разработке соединений, нацеленных на вредителей, огромен. Производство продуктов питания критически зависит от пестицидов. По оценкам, только в Европе без их использования производство продуктов питания сократилось бы на 50%», — заявляет Кеннет Веланд Халберг.
Разработка новых соединений требует, среди прочего, создания химиками новой молекулы, напоминающей гормоны жуков, которая сможет проникнуть в их организм.
«Понимание образования мочи у жуков — важный шаг. Сейчас мы привлекаем специалистов по белковой химии, которые помогут нам создать искусственный гормон насекомых. Но до появления новой формы борьбы с вредителями ещё предстоит проделать немало работы», — заключает доцент.
Ключевые детали исследования
- Уникальная функция почек жуков эволюционировала около 240 миллионов лет назад и сыграла значительную роль в их эволюционном успехе.
- В качестве тестового вида использовался красный мучной жук (Tribolium castaneum) из-за его хорошо секвенированного генома.
- Исследователи заставили жука мочиться, введя гормон, регулирующий образование мочи.
- Амбарные долгоносики, мучные хрущаки, колорадские жуки и другие виды ежегодно портят до 25% мировых запасов продовольствия, особенно в развивающихся странах.
- Исследование проведено в сотрудничестве с учёными из Университета Эдинбурга (Шотландия) и Университета Макмастера (Канада).
- Результаты опубликованы в научном журнале PNAS.