Матери используют половые феромоны, чтобы скрыть яйца от каннибализма

Виды, откладывающие яйца, но не охраняющие их, часто защищают кладки от хищников, откладывая яйца группами или насыщая их токсинами. Однако защита яиц от поедания собственным потомством — другая задача: такая стратегия должна быть эффективной, но нетоксичной для каннибалов. В новом исследовании, опубликованном 10 января в журнале PLOS Biology, Сунита Нарасимха, Рошан Виджендраварма и их коллеги сообщают, как плодовые мушки (Drosophila melanogaster), откладывающие яйца группами, используют химический обман для защиты яиц от поедания собственными личинками.

Используя междисциплинарный подход, команда под руководством доктора Рошана Виджендравармы (Университет Лозанны, Швейцария) изучила химическую, сенсорную, генетическую и механистическую основу этого обмана на модели дрозофилы.

Исследователей заинтриговало наблюдение, что личинки дрозофил, несмотря на хищническую природу, редко атакуют яйца поблизости даже при нехватке пищи. Проверяя возможные защитные механизмы, они обнаружили, что чрезвычайно тонкий восковой слой внутри яичной оболочки действует как защитный барьер, предотвращающий каннибализм.

С помощью масс-спектрометрии высокого разрешения команда выявила, что восковой слой состоит из «букета» половых феромонов обоих родителей, и определила, что защитный эффект обеспечивает женский феромон 7,11-гептакосадиен (7,11-HD). Этот феромон, обычно используемый для привлечения партнёров у взрослых мух, включается матерью в восковой слой яйца.

Было известно, что взрослым особям для обнаружения феромона 7,11-HD во время спаривания нужен ген ppk23. Авторы проверили, играет ли этот ген аналогичную роль у личинок. Оказалось, что ген действительно участвует в обнаружении данного феромона у личинок («другой стадии развития»), но модулирует совершенно иное поведение.

Нетоксичный феромон 7,11-HD обладает интересным свойством: его покрытие может маскировать от личинок идентичность подложных веществ — даже дрожжей, обычно неотразимых для личинок мух. В яйце эти материнские углеводороды, включённые в восковой слой, обеспечивают его герметичность, предотвращая высыхание, и одновременно служат маскировкой, скрывающей яйцо от личинок-каннибалов.

Защитная стратегия обмана независимо эволюционировала у разных видов. Однако из-за человеческой склонности к визуальному восприятию исследования в основном фокусировались на зрительном обмане, а не на обмане других чувств. Результаты работы показывают, что химический обман может быть широко распространён в живой природе, особенно когда хищники полагаются на химические сигналы при поиске пищи. Кроме того, поскольку исследования обмана у животных редко используют мощные модельные системы вроде дрозофилы, данная работа демонстрирует, как это открывает путь к изучению сенсорной, нейронной, генетической и механистической основы обмана. Глубокое понимание таких стратегий важно для сохранения биоразнообразия, эпидемиологии и борьбы с вредителями.