феромоны насекомых

Феромоны насекомых запрещают рабочим размножаться

Уже давно известно, что «царицы» общественных насекомых выделяют какие-то вещества, блокирующие размножение рабочих особей. У таких насекомых имеется разделение функций между кастами, т.е. царицы лишь размножаются, а рабочие не имеют своего потомства, но зато заняты всю жизнь общественно полезным трудом. Но, что интересно, если удалить из гнезда царицу, рабочие начинают откладывать яйца. Природа этих веществ-блокираторов до недавнего времени была не совсем понятна. Ранее были расшифрованы феромоны земляных муравьев Lasius и медоносной пчелы Apis mellifera. Феромоны муравьев похожи на обычные женские феромоны, а феромоны пчел достаточно уникальны, но все равно имеющейся информации было недостаточно чтобы понять химическую составляющую, благодаря которой у общественных насекомых поддерживается разделение на касты. И лишь в 2013 году команда ученых из разных стран мира показала, что самки разных видов насекомых используют похожие углеводородные феромоны. Все вещества оказались насыщенными углеводородами с длинными молекулами, линейными или с одной боковой метильной группой. Такую же структуру имеют и выявленные ранее «царские феромоны», не позволяющие размножаться рабочим земляным муравьям Lasius.

Система химической коммуникации, основанная на насыщенных углеводородах с длинными цепями, благодаря которой рабочие отстраняются от участия в размножении, оказалась весьма консервативной, то есть мало меняющейся в ходе эволюции. В некоторых линиях (например, у медоносной пчелы) набор сигналов, запрещающих рабочим размножаться, изменился, но это — позднее эволюционное приобретение. В большинстве групп по-прежнему используются исходные, предковые феромоны. Почти наверняка эти химические сигналы раньше служили обычными женскими половыми феромонами. Самки одиночных насекомых часто используют углеводородные феромоны для информирования сородичей о своей фертильности (готовности к размножению). Это полезно для привлечения самцов, а иногда может пригодиться и для отпугивания самок-конкуренток. Например, самки паразитов-наездников, откладывающие яйца в тела других насекомых, при помощи углеводородных феромонов информируют конкуренток о том, что в данную жертву яйцо уже отложено. Наездники, кстати, тоже относятся к отряду перепончатокрылых. Так или иначе, производство фертильными самками специфических кутикулярных углеводородов — общее свойство многих насекомых.

На ранних этапах разделения на касты самки реагировали на женские феромоны матери или сестры снижением репродуктивной функции, потому что это соответствовало их собственным генетическим интересам. Пока рядом находилась плодовитая родственница, было выгоднее (с точки зрения эффективности распространения собственных генов) помогать ей выращивать потомство и охранять общее гнездо, чем размножаться самостоятельно. Но если фертильность родственницы снижалась (о чем можно было судить по уменьшению количества женских феромонов в гнезде), другие особи начинали размножаться сами, в свою очередь производя феромоны, на которые их сожительницы могли реагировать снижением репродуктивной функции. Так постепенно обычные женские феромоны меняли функцию, превращаясь в специализированный сигнал, запрещающий рабочим размножаться и поддерживающий разделение семьи на касты.