Бабочки оставляют послания потомкам

Французские биологи выяснили, что гусеницы бабочек способны воспринимать феромоны взрослых насекомых, с помощью которых самки привлекают самцов. Этими веществами мама после откладки яиц помечает ту территорию, где для малышей будет много подходящей еды, да и хищники их не тронут. Это свойство дает садоводам и огородникам шанс обмануть личинок.

Фото:

Интересно, что впервые феромоны были открыты именно у бабочек. В далеком 1870 году известный французский натуралист Жан-Анри Казимир Фабр наблюдал в лаборатории выход из куколки молодой особи ночного павлиньего глаза (Saturnia pyri). Процесс закончился только к вечеру, и, оставив очаровательную самочку отдыхать после этой нелегкой стадии метаморфоза, Фабр вышел на улицу подышать свежим воздухом.

Каково же было его удивление, когда он увидел, что возле неплотно прикрытого окна комнаты, где находилась "новорожденная", уже собрались несколько десятков особей мужского пола того же вида! Как они узнали, что здесь находится самка — ведь они же не могли наблюдать ее выход из куколки? Заинтригованный Фабр начал переносить бабочку из комнаты в комнату и вскоре обнаружил одну любопытную деталь: если окно комнаты было плотно закрыто, то крылатые кавалеры не могли угадать, где находится объект их воздыхания. Но если была хоть маленькая щелочка, то самцы безошибочно находили место, в котором была "затворница".

Проанализировав результаты опыта, ученый пришел к выводу, что бабочки могут испускать вещества, которые притягивают особей противоположного пола. Он назвал их аттрактантами (от латинского adtraho — притягивать, привлекать). Тем не менее, еще около 100 лет идея Фабра о существовании подобных веществ оставалась гипотезой, поскольку первый аттрактант (бомбикол) удалось синтезировать лишь в 50-х годах ХХ столетия (это вещество, кстати, используют не бабочки, а шмели).

Впрочем, еще в начале ХХ века немецкий биохимик Петер Карлсон и швейцарский энтомолог Мартин Люшер предложили для класса веществ, обнаруженных Фабром, новый научный термин "феромоны" (он возник из сложения греческих слов phero — "переносить" и mone - "стимулировать"). К тому времени выяснилось, что химические коммуникации насекомых куда более сложные, и они используют летучие вещества не только для привлечения полового партнера.

Однако до сих пор лучше всего изучено именно химическое "общение" между полами шестиногих обитателей нашей планеты. Уже давно известно, что органом восприятия феромонов у насекомых являются расположенные на голове антенны. Лишившись их, крылатый кавалер становится неспособным найти даму сердца по запаху. Чувствительность феромональных рецепторов просто фантастическая — если человеку для того, чтобы почувствовать запах какого-то вещества, нужно, чтобы в 1 кубическом метревоздуха было не менее 320 нужных молекул, то для бабочки достаточно и одной. Более того, как выяснилось, самец ночного павлиньего глаза, с которым экспериментировал Фабр, способен найти самку по запаху за восемь километров!

Долгое время считалось, что лишь особи одного возраста способны понимать смысл химических сигналов, передаваемых феромонами. Действительно, ведь личинкам, которые не могутразмножаться, подслушивать "объяснения в любви" старших вроде как совсем ни к чему. Однако недавно выяснилось, что это не так — оказывается, гусеницы тоже прекрасно понимают феромональные "послания". Правда, судя по всему, не так, как взрослые.

Биологов из научного центра INRA во Франции весьма заинтересовали исследования их коллег, выяснивших, что в организме личинок многих бабочек синтезируются белки, необходимые для улавливания "взрослых" химических сигналов и передачи информации об этих сигналах в нервную систему. То есть любая гусеница в принципе способна уловить феромон, выделеный бабочкой. Однако для чего ей это нужно? Вряд ли данный процесс происходит "просто так", поскольку изготовление подобных белков требует большого количества энергии (которой у гусеницы не особенно много).

Чтобы разобраться в этом вопросе, исследователи поставили серию экспериментов, в которых приняли участие гусеницы разных видов бабочек, питающиеся не на одном, а на различных видах растений (или, как говорят ученые, эврифаги). Листья растений опрыскивали феромонами, полученными от взрослых самок, а личинок исходно сажали на дно террариума, в котором находились кормовые объекты.

И вот что интересное: какое бы из растений биологи не спрыснули феромонами, почуявшие их запах гусеницы всегда ползли именно туда, где он был. Причем они отказывались от более "любимых", то есть легче усваиваемых кормов, если они не издавали запах, оставленный "мамой", и ползли к менее калорийным, но пропитанным насквозь "родным" феромоном.

Проанализировав результаты опытов, ученые предположили, что феромон побуждает гусениц искать пищу именно в том направлении, откуда доносился запах. Получается, что самки бабочек не зря оставляют его вокруг места, где откладывают яйца. Это облегчает уже вылупившимся личинкам поиск еды. Кроме того, обработка территории феромоном выполняет еще и защитные функции — личинки понимают, что за границы пахучего "детского садика" в столь раннем возрасте выходить опасно — и пищи там нужной нет, и на хищника можно запросто наткнуться.

Любопытно, что несколько лет назад автор этих строк сам сталкивался с подобным явлением. Когда я работал на экспозиции живых бабочек в Дарвиновском музее в Москве, то часто замечал: даже если самка бабочки откладывала яйца на стенки вивария, то личинки через некоторое время все равно оказывались на нужном им кормовом растении, причем достаточно быстро. Однако мне тогда и в голову не приходила идея о том, что это самка их заранее "пометила" — я считал, что личинки чуют какой-то запах, выделяемый самим растением. Тем не менее, все оказалось куда проще — согласитесь, иметь рецептор, реагирующий на один феромон, более выгодно, чем множество, улавливающие запах бесчисленных растительных эфирных веществ.

Следует заметить, что данное открытие представляет большой практический интерес. Оно поможет садоводам и огородникам избавиться от нашествий прожорливых гусениц. Стоит только опрыскать феромоном самки какой-нибудь сорняк — и сбитые с толку личинки, оставив в покое культурные растения, сразу же устремятся туда, где остался запах их "мамы"…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"