Открытие российских ученых создает предпосылки для создания эффективного способа борьбы с лесным вредителем - непарным шелкопрядом
Научное название этой бабочки Lymantria dispar. Выглядит она хоть и не очень презентабельно, но вполне мирно. Между тем, непарный шелкопряд - злостный вредитель. При неконтролируемом размножении он подчистую уничтожает лиственные леса (а иногда и хвойные) в Европе, Азии и Северной Америке. Чтобы эффективно бороться с этими насекомыми, нужно знать о них всё. Однако до недавнего времени не существовало даже быстрого и эффективного метода определения пола гусеницы. Прорыв в этой области совершил коллектив российских ученых из Новосибирска и Калининграда. В него входят:
Ирина Белоусова, Никита Ершов, Вячеслав Мартемьянов и Юрий Илинский. Результаты исследований опубликованы в авторитетном научном издании Journal of Insect Physiology.
«Взрослую самку от взрослого самца шелкопряда может отличить любой студент, - говорит кандидат биологических наук, сотрудник БФУ имени Канта, Новосибирского государственного университета и Института цитологии и генетики СО РАН Юрий Илинский. - Но у некоторых видов чешуекрылых определить пол на глаз невозможно. Для этого нужно взять брюшко насекомого и сварить его в щелочи. У гусениц же вообще непонятно как было определять пол - они ведь неполовозрелые. Поэтому перед учеными стояла задача найти простой способ. Причем, он должен работать не только в случае непарного шелкопряда, но и вообще в отношении всех чешуекрылых».
Суть метода, по словам Юрия Илинского, такова. Пол, как известно, зависит от набора хромосом. Специалист, имея только генетический материал с внутренний стороны щеки человека, без особого труда определит у кого он взят - у мужчины или у женщины. В женском образце обязательно присутствует так называемое тельце Барра. Это вторая, как бы сложенная в чемоданчик, и, соответственно, неиспользуемая (но наследуемая) хромосома X. У мужчин ничего подобного нет, поскольку они имеют всего одну X-хромосому, которая работает в паре с отсутствующей у женщины Y-хромосомой. У шелкопрядов в этом плане все немного иначе. У них мужские особи обладают двумя одинаковыми хромосомами - ZZ, а женские - двумя разными: ZW.
«Если мы сравним количество Z- хромосом с количеством других, не определяющих пол хромосом, и увидим, что соотношение - один к одному, то это самец, если отношение будет один к одной второй, то самка», - поясняют авторы исследования.
По словам Юрия Илинского, выдвинутая в начале исследований гипотеза полностью подтвердились в ходе экспериментов. Теперь для того достаточно взять у гусеницы с помощью тонкой иголки немного гемолимфы. При этом особь остается жива. Но даже, если она гибнет, её генетический материал все равно можно использовать для работы. При этом новый метод прост, дешев, универсален. То есть, его можно применить для почти всех бабочек и молей. В течение рабочего дня можно определить пол нескольких сотней особей.
Почему важно знать пол гусеницы?
«Потому что самые разнообразные исследования и эксперименты в области экологии, генетики и физиологии насекомых требуют учитывать пол особей, - говорит Юрий Илинский. - А в этих экспериментах часто требуется работать именно с неполовозрелыми стадиями насекомого. Самые разнообразные свойства особей могут зависеть от пола насекомого, а именно - миграционная активность, патогенез, микрофлора кишечника и ферментативная активность пищеварительной системы. Удобный подход в определении пола любых стадий насекомого с использованием микроколичеств генетического материала живого или мертвого насекомого развязывает руки исследователям во всем мире».
Партнёр:
Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта