Бесполое размножение поощряется, когда самки тараканов содержатся в группе, а не поодиночке, что позволяет им поддерживать колонию в течение как минимум трех лет без участия самца.
Партеногенез - это стратегия, используемая самками для бесполого размножения, когда они не находят доступных партнеров для спаривания, и наблюдается у самых разных животных, включая членистоногих, рыб, земноводных и рептилий. В отличие от полового спаривания, которое увеличивает генетическое разнообразие, бесполая стратегия направлена на быстрое создание большого количества потомства женского пола для расширения их среды обитания.
Тараканы, принадлежащие к роду Periplaneta, являются комнатными вредителями, которые повсеместно встречаются в умеренных и тропических регионах. О партеногенезе представителей этого рода в литературе сообщалось давно, но мало что было известно о факторах, вызывающих их переход от полового способа размножения к бесполому.
В исследовании, проведенном учеными из Университета Хоккайдо, одну или несколько самок американских тараканов (Periplaneta americana) поместили в отдельные пластиковые контейнеры сразу после того, как они стали взрослыми. Затем они измерили точное время появления яйцеклеток, произведенных бесполым путем (то есть оотеки, каждая из которых содержит около шестнадцати яиц) в течение более чем двух месяцев.
Когда в контейнере содержалась только одна самка, для образования яйцеклетки требовалось больше времени, чем при групповом содержании самок. Когда три или пять самок содержались вместе в контейнере, они производили яйца быстрее, чем любая другая группа. В то время как время производства яиц у изолированных самок варьировалось от человека к человеку, самки, содержащиеся в группах, производили яйца синхронно. Эта очевидная синхронизация наблюдалась даже в разных контейнерах, что позволяет предположить, что скорость производства яичных коробок достигла своего максимума благодаря какому-то взаимодействию между людьми внутри контейнера.
Исследователи также обнаружили, что содержание самок с самцами с удаленными гениталиями или удаление усиков у самок, содержащихся в группе, не значительно способствовало производству яичных коробок. Ежедневное добавление женских половых феромонов в контейнеры также не повышало продуктивность яйцеклеток. Результаты показывают, что самки, содержащиеся в группах, способствуют бесполому производству яиц, воспринимая специфические для самок хемосенсорные сигналы, отличные от половых феромонов, которые они обнаруживают с помощью своих антенн..
Наше исследование показывает, что самки тараканов способствуют бесполому производству яиц, когда они вместе, а не поодиночке. Это согласуется с тем фактом, что потомство, произведенное пятнадцатью самками в большом контейнере, поддерживает колонию более трех лет, тогда как те, которые производятся одной самкой, довольно быстро вымирают. В дополнение к повышенной плодовитости самок, содержащихся в группах, синхронизированное производство яиц также может обеспечить более высокую выживаемость за счет агрегации личинок одного возраста», - говорит соответствующий автор Хироши Нишино из Университета Хоккайдо. «Ловушки, использующие половые феромоны для привлечения только самцов тараканов недостаточно. Понимание физиологического механизма репродуктивных стратегий должно помочь нам найти более эффективные способы уничтожения тараканов-вредителей в будущем».