Медвяная роса — это сахаристый раствор, производимый несколькими различными видами насекомые, особенно те, которые питаются, вставляя свой хоботок в флоэмные сосуды растения. Эти сосуды переносят растворенные сахара и другие питательные вещества по всему растению, а сосущие насекомые используют свой шиповидный ротовой аппарат, чтобы получить доступ к потоку лакомств. Как ни странно, когда насекомое попадает в жидкость и начинает сосать, высокое давление во флоэмном сосуде заставляет большую каплю пади выходить из заднего прохода насекомого. Это ценный источник пищи для других насекомых, включая различные виды муравьев.
Хотя химический состав медвяной росы был изучен с точки зрения ее питательной ценности для муравьев и других видов, которые ею питаются, природа летучих (или вонючих) компонентов не исследовалась. Возможно, запахи выделений пади используются насекомыми для общения друг с другом, особенно во время размножения. Новое исследование, опубликованное в Границы науки о насекомых, теперь показали, что медвяная роса, производимая пятнистыми светлячками, дает начало многим переносимым по воздуху органическим молекулам, которые привлекательны для других представителей вида и, вероятно, играют важную роль в поведении насекомых.
Пятнистые фонарики (ликорма деликатула) не являются родными для США, но были случайно завезены из Китая, где они являются коренными. Первая особь была зарегистрирована в Пенсильвании в сентябре 2014 года. К сожалению, этот вид является инвазивным и питается широким спектром фруктовых, декоративных и древесных деревьев. Люди могут распространяться на большие расстояния с помощью людей, которые перемещают зараженный материал или предметы, содержащие яичную массу. Крайне важно бороться с этим вредителем до того, как он распространится слишком широко, иначе он может нанести серьезный ущерб виноградарству, садоводству и лесозаготовительной промышленности страны.
«Это исследование важно, потому что первым шагом к борьбе с любыми вредителями является понимание их биологии и поведения», — сказал он. Доктор Мириам Купербанд Службы инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США, Отдел защиты и карантина растений (USDA APHIS PPQ) в США: «По мере того, как мы узнаем больше о поведении пятнистого фонаря, мы надеемся найти уязвимость, которую мы сможем использовать разработать инструменты борьбы с вредителями, чтобы уменьшить их популяцию и распространение».
Кажется, у пятнистых фонарей действительно есть одно довольно необычное поведение, которое может свидетельствовать об их уязвимости. Они не только оставляют свои выделения пади точечно на подлеске деревьев в своей среде обитания, но также образуют массовые скопления на стволах некоторых деревьев. Там они выделяют так много медвяной росы, что поверхность ствола дерева становится белой и пенистой и начинает пахнуть забродившими фруктами. В этих местах собирается множество светящихся мух, которые пополняют выделения, в то время как стволы соседних деревьев остаются нетронутыми.
Купербанд и ее сотрудники задались вопросом, содержит ли медвяная роса, выделяемая в таких обильных количествах, семиохимические вещества, феромоны, которые передают сигналы другим светлячкам и изменяют их поведение. В предыдущих исследованиях исследователи прикрепляли небольшие образцы самцов или самок пятнистых фонарей к стволу дерева, заключенным в рукав из тонкой сетки. Эти группы вскоре образовали большие скопления свободных фонарей на стволах деревьев, что позволило исследователям предположить, что феромоны действительно участвовали в привлечении фонарей друг к другу.
Чтобы выяснить, содержит ли медвяная роса какие-либо поведенчески активные компоненты, которые могут повлиять на поведение фонарей, исследователи собрали образцы медвяной роси отдельно от самцов и самок в полевых условиях для тестирования в лаборатории. Они обнаружили множество полухимических веществ, в том числе четыре кетона, шесть сложных эфиров и три спирта, все из которых существовали у представителей обоих полов, но в разных соотношениях. Соотношение двух соединений более чем в 1.5 раза выше у мужчин, чем у женщин, тогда как пять других соединений были обнаружены в более высоких концентрациях у женщин, чем в выделениях мужчин.
Затем исследователи исследовали, как медвяная роса влияет на поведение фонарей, предоставив им возможность перемещаться в места с различными типами медвяной росы или без них. Их результаты показали, что самцов мух сильно привлекала падь самцов, в то время как и самцов, и самок лишь слегка привлекала падь самок. Хотя неясно, что может вызвать такое поведение, это согласуется с наблюдениями за тем, как эти насекомые ведут себя в полевых условиях.
Команда продолжила определять, какие компоненты медвяной росы давали самые сильные сигналы. Пять молекул были протестированы на притяжение, и было обнаружено, что они обладают специфическими профилями половых аттрактантов. Две молекулы, называемые бензилацетатом и 2-октаноном, привлекали представителей обоих полов, одна молекула, называемая 2-гептанон, привлекала только самцов, одна молекула, 2-нонанон, привлекала только самок, а одна молекула, 1-нонанол, отталкивала самок, но не самцов. Все пять из этих соединений также служат компонентами феромонов для различных видов насекомых, включая пчел и постельных клопов.
Эти результаты являются лишь начальными шагами к лучшему пониманию того, как потенциально можно бороться с этим инвазивным вредителем. Авторы предполагают, что их результаты могут помочь в разработке мер контроля, не связанных с инсектицидами, таких как разработка полухимических приманок для обнаружения присутствия фонарей или их использование в качестве инструментов массового отлова. Есть еще много вопросов, на которые нужно ответить, например, есть ли сезонные изменения в этом поведении, и есть ли взаимодействие с микробами в пади, которые производят необходимые химические вещества.
«Поведение и общение пятнистой мухи довольно сложное, и это только верхушка айсберга. В дополнение к нашей работе по изучению химических сигналов, таких как сигналы медвяной росы, нас также интересует роль колебаний субстрата в их системе передачи», — сказал Купербанд. «Будущие исследования могут быть сосредоточены на понимании того, как они находят друг друга, когда собираются и находят себе пару, используя несколько типов сигналов».
Проверьте нас на EarthSnap, бесплатное приложение от Эрика Роллса и Earth.com.