Впервые исследовательская группа под руководством Лундского университета в Швеции точно определила, что происходит, когда хвойные короеды используют свое обоняние, чтобы найти деревья и партнеров для размножения. Есть надежда, что результаты приведут к улучшению борьбы с вредителями и защите леса в будущем.
Евразийский еловый жук использует свое обоняние, чтобы найти деревья и партнеров. Запахи улавливаются обонятельными рецепторами (белками) в их антеннах. Исследователи давно поняли эту связь, но до сих пор точно не знали, какие рецепторы с какими феромонами связываются. Это ключевое знание для долгосрочной разработки более эффективных и экологически чистых пестицидов и ловушек для короедов, используемых для защиты леса.
Исследовательская группа впервые смогла охарактеризовать реакцию обонятельных рецепторов у жуков-короедов. Они идентифицировали 73 различных рецептора в усиках елового короеда (Ips typographus) и сумели охарактеризовать реакцию на запах двух рецепторов. Один реагирует на феромон ипсенол, другой на ипсдиенол.
«Большое количество различных видов короедов используют эти феромоны при общении с запахами, поэтому тот факт, что мы смогли охарактеризовать их, является прорывом», - говорит Мартин Н. Андерссон, возглавлявший исследовательскую группу, состоящую из исследователей в Лунде, Германии и Чешской Республике.
Таким образом, эти два рецептора впервые охарактеризованы у жуков-короедов. Чтобы поместить результат в контекст, Мартин Н. Андерссон говорит, что во всем отряде жесткокрылых насекомых, насчитывающем более 300 000 видов на Земле, ранее были охарактеризованы только три рецептора запаха.
Наши результаты показывают, что феромонные рецепторы разных видов жуков эволюционно не связаны, по крайней мере, у нескольких изученных видов. Мы также показываем, что реакция этих рецепторов на запах очень специфична, и мы первым в мире, кто смог показать, где именно в рецепторах могут связываться феромоны», - говорит он.
Результаты могут позволить разработать более совершенные и экологически безопасные методы борьбы с вредителями. Один из подходов состоит в том, чтобы попытаться найти другие запахи, которые еще лучше связываются с двумя рецепторами, чем ипсенол и ипсдиенол. Если такие запахи будут обнаружены, их можно будет использовать для нарушения феромонной связи еловых короедов - либо путем более сильной активации рецептора по сравнению с природным феромоном, либо путем блокирования рецептора.
Другим способом может быть использование двух охарактеризованных рецепторов в биосенсоре, который находится в стадии разработки. Это позволило бы быстро обнаружить еловых короедов и, таким образом, иметь возможность идентифицировать зараженные деревья до того, как жуки-короеды распространятся.
По словам Мартина Н. Андерссона, до практического применения еще несколько лет.
Скрининг лучших веществ может начаться в 2021 году. Если мы что-то найдем, результаты должны быть подтверждены в лаборатории, а затем оценены в полевых условиях, а это займет два или три года. Использование в биосенсорах для мониторинга и обнаружение, вероятно, займет больше времени. Однако наше открытие означает, что процесс может начаться сейчас», - заключает он.