Саранча сбивается в стаи по химическому сигналу
Давно известно, что у саранчи есть две жизненные формы, одиночная и стайная. Как легко догадаться, в одиночной форме саранча живёт сама по себе, предпочитая не контактировать с себе подобными. В стайной форме она образует огромные рои, насчитывающие миллиарды особей, мигрирующие в поисках пищи. Стайная саранча сжирает всё на своём пути, и с самых давних пор её боялись как настоящей природной катастрофы. Одна из знаменитых библейских десяти казней египетских – это как раз нашествие саранчи, съевшей в Египте всё до последней травинки. Несмотря на современные инсектициды, сельскохозяйственные районы Азии и Африки до сих пор подчистую теряют целые урожаи из-за саранчи.
Саранча одиночная превращается в стайную ввиду определённых условий среды, когда эти условия среды сводят вместе несколько особей. Обе формы отличаются друг от друга и окраской, и строением тела, и поведением, и размножением. Причём изменения касаются не только взрослых насекомых, но и личинок, то есть личинки одиночной саранчи ведут себя иначе, чем личинки стайной саранчи, которые так же, как и взрослые, стремятся сбиться в кучу. Учитывая, сколь большую роль в жизни насекомых играют феромоны, можно предположить, что сигналом к сбору у саранчи тоже служит какой-то феромон. И исследователям из Китайской академии наук удалось этот феромон найти.
Они анализировали летучие вещества, которые выделяет сигнальная саранча. Таких веществ оказалось шесть, и каждое из них проверяли на одиночной саранче – заставят ли они её сбиваться в стаю. Одно из веществ, 4-виниланизол (4VA) оказалось тем самым сигналом: почуяв его, саранча, независимо от пола и возраста, стремилась как можно скорее найти друг друга. Более того, на 4VA реагировали и стайные индивидуумы – они тоже двигались на запах, стараясь найти товарищей. Это, кстати, объясняет, почему стаи саранчи не путешествуют отдельно друг от друга, а стремятся объединиться, создавая те самые чудовищные полчища в миллиарды особей, и почему стаи не распадаются: выделяя 4VA, стайная саранча удерживает свою стаю вместе.
В статье в Nature говорится, что достаточно собраться 4–5 особям саранчи, чтобы они начали выделять 4VA, и чем больше саранчи собирается вместе, тем сильнее растёт уровень запаха. Авторы работы также проверили, как 4VA работает в реальных условиях, то есть вышли с источником запаха на открытую местность – и оказалось, что 4VA работает и в открытом поле, хотя эффект был слабее, чем в лаборатории.
Возможно, что через 4VA можно укротить стайную саранчу – даже если не предполагать какие-то молекулярно-генетические, хитрости, отключающие синтез 4VA или рецепторы к нему, можно представить, как саранчу с помощью 4VA собирают в одном место, где аккуратно уничтожают инсектицидом, или пускают на белковые добавки в корм скоту (и не только скоту). Однако, как говорят некоторые эксперты на портале Science News, вряд ли здесь всё зависит только от одного-единственного вещества. У саранчи могут быть другие молекулы, которые ослабляют или усиливают 4VA-сигнал, и у стайной формы могут быть какие-то механизмы, которые поддерживают её стайный облик и поведение. Использовать 4VAв практических целях можно будет после того, как мы исследуем возможных молекулярных партнёров этого вещества и те молекулярные и физиологические механизмы, в которых оно участвует.