Китайские ученые разгадали, как саранча сбивается в разрушительные стаи. Оказалось, все дело в феромоне 4VA, который выделяют насекомые, когда их много. Исследователи под руководством профессора Кан Ле из Института зоологии КАН и профессора Лэй Сяогуана из Пекинского университета выяснили, откуда берется этот сигнальный химикат и как его можно заблокировать.

Феромон 4VA синтезируется из растительной аминокислоты фенилаланина (Phe). В кишечнике саранчи она превращается в коричную кислоту (CA), затем в п-гидроксикоричную кислоту (p-HCA), которая через гемолимфу попадает в другие ткани и становится 4-винилфенолом (4VP). Последний шаг — превращение в 4VA — происходит только у стайных особей.

Почему одиночная саранча не выделяет 4VA, а стайная — да? Все дело в двух ферментах-»переключателях» — 4VPMT1 и 4VPMT2. Чем больше саранчи вокруг, тем активнее они работают. Если их «выключить» с помощью РНК-интерференции, насекомые перестают собираться в стаи.

РНК-интерференция – метод «молекулярного глушения», когда в организм вводят короткие фрагменты РНК, чтобы заблокировать работу конкретного гена. В этом исследовании с его помощью „выключали“ гены, отвечающие за выработку ферментов 4VPMT1 и 4VPMT2.

Ученые разобрались и в тонкостях работы этих ферментов. Например, 4VPMT2 удерживает молекулу 4VP за счет π–π-взаимодействий, а в 4VPMT1 важную роль играют гидрофобные остатки и водородные связи.

Результаты опубликованы в издании Nature.

Но самое интересное — как помешать этому процессу. Оказалось, что 4-нитрофенол (4NP) блокирует оба фермента. Даже крошечная доза (0,1 нмоль) снижает выработку 4VA. Если обработать им ростки пшеницы, саранча теряет интерес к сборищам.

Это открытие не только объясняет, почему саранча становится такой опасной в больших количествах, но и дает новый способ борьбы с ней — без ядовитых пестицидов.

Польза исследования

• Точечное воздействие – вместо распыления инсектицидов, убивающих все подряд, можно использовать ингибиторы феромонов, которые будут влиять только на саранчу.
• Экологичность – меньше токсинов в почве и воде.
• Профилактика – если обрабатывать поля заранее, можно предотвратить нашествие, а не бороться с последствиями.

Исследование не проверяло, как 4NP повлияет на другие виды насекомых или почвенные микроорганизмы. Если он окажется токсичным для пчел или червей, метод придется дорабатывать.

Ранее ученые нашли вещество, которое меняет поведение саранчи. И это не алкоголь.