Vonj cvetočih rož in svežih rastlin je ključni dejavnik za preživetje in razvoj metuljev in moljev. Nova raziskava, ki jo vodijo znanstveniki na Penn State, kaže, kako so dnevni cikli rastlinskih vonjev povezani s prehranjevalnimi navadami in razvojem metuljev ( Lepidoptera ).
V nedavni študiji, objavljeni v reviji Proceedings of the Royal Society B, je mednarodna raziskovalna skupina preizkusila novo hipotezo o tem, zakaj imajo nekateri Lepidoptera zelo specifično prehrano in se hranijo le z nekaj rastlinskimi vrstami, medtem ko so drugi veliko manj selektivni.
Nova tako imenovana hipoteza o izraziti aromi trdi, da vonji, ki jih oddajajo rastline, igrajo ključno vlogo pri določanju specializacije prehrane metulja ali vešče. Raziskovalci so ugotovili, da večja dostopnost rastlinskih arom čez dan dnevnim žuželkam zagotavlja več kemičnih informacij, ki jih lahko uporabijo za iskanje in specializacijo na določenih gostiteljskih rastlinah, medtem ko upad rastlinskih arom ponoči pomeni, da morajo nočni lepidopteri vzeti, kar lahko dobijo.
»Ta hipoteza odpira novo perspektivo o tem, zakaj so nekateri metulji in molji izbirčni jedci, drugi pa ne,« pravi Po-An Lin, docent na Nacionalni tajvanski univerzi. »Prav tako poudarja ključno vlogo rastlinskih vonjev pri oblikovanju interakcij med žuželkami in rastlinami.«
Da bi ugotovili, ali je vonj rastlin morda spodbudil evolucijsko prilagoditev, so raziskovalci preučili primarne vohalne organe žuželk – antene – in primerjali velikost anten 582 primerkov 94 vrst metuljev in moljev. Glede na njihove ugotovitve so imele samice Lepidoptera , aktivne podnevi, običajno večje antene glede na velikost telesa kot tiste, ki so aktivne ponoči.
To bi lahko kazalo na to, da je boljša "olfaktorna" oprema ugodnejša, ko je na voljo več vonjav za zaznavanje, je pojasnil Gary Felton, profesor entomologije Ralph O. Mumma na Penn State, soavtor študije in Linov raziskovalni svetovalec. Podobno imajo specializirane samice Lepidoptera – tiste, ki se hranijo le z nekaj rastlinskimi vrstami – pogosto večje antene kot splošne samice, verjetno zato, ker morajo biti zelo dobre v prepoznavanju specifičnih vonjav svojih gostiteljskih rastlin.
»Razmerje med velikostjo antene in širino gostiteljske rastline je bilo zelo močno,« je dejal Felton. Večje antene so povezane z večjim številom senzil, senzoričnih struktur, ki sodelujejo pri vonju, s čimer se poveča površina, ki je na voljo senzoričnim receptorjem. Ta večja zmogljivost bi lahko bila ključna prilagoditev, kako so se nekateri lepidopteri razvili, da bi se prehranjevali z omejenim in specifičnim naborom rastlin.
Rezultati kažejo na možno povezavo med razpoložljivostjo rastlinskih arom čez dan in evolucijsko naložbo v vonjalne strukture pri žuželkah, zlasti pri samicah, ki odlagajo jajčeca na rastline in tako izvajajo izbiro gostiteljske rastline. "Ta ugotovitev kaže, kako razpoložljivost kemičnih signalov vpliva na razvoj čutnih organov pri žuželkah," je dejal. "To je fascinanten primer, kako so rastline s svojimi kemičnimi emisijami neposredno vplivale na razvoj žuželk, ki so od njih odvisne."
Lin in njegovi kolegi na Univerzi Penn State so raziskovali povezavo med aromami rastlin in prehrano lepidopter z uporabo kombinacije pristopov. Najprej so izvedli metaanalizo obstoječe znanstvene literature, da bi potrdili, da rastline na splošno sproščajo več raznolikih in obilnih hlapnih organskih spojin (arom) podnevi kot ponoči. Nato so preučili filogenetsko drevo lepidopter , da bi analizirali povezavo med vzorci aktivnosti žuželk – dnevnimi ali nočnimi – in njihovimi najljubšimi gostiteljskimi rastlinami, pri čemer so uporabili statistične modele, ki upoštevajo evolucijske odnose.
»Naše analize so pokazale pomembno povezavo med dnevno ali nočno aktivnostjo in raznolikostjo vrst gostiteljskih rastlin, ki jih uživajo lepidopteri ,« je dejala Naomi Pierce, profesorica biologije na Univerzi Harvard in soavtorica študije. Raziskovalci so ugotovili, da imajo dnevni lepidopteri , kot so metulji monarhi, več zmogljivosti in specializirane organe za zaznavanje rastlinskih arom in so se zato razvili v bolj selektivne prehranjevalne vrste. Nočne vrste, kot je metulj Polyphemus, se srečujejo z manj in manj raznolikimi rastlinskimi aromami. Ker je na voljo manj nedvoumnih kemijskih informacij, je zanje morda težje biti tako selektivni, kar bi lahko vodilo do bolj splošne prehrane in uživanja širšega nabora rastlin.
»Rastlinojede žuželke, kot so metulji in molji, morajo najti prave rastline za hranjenje in – v primeru samic – za odlaganje jajčec,« je dejal Lin. »To je pomembna odločitev, saj so gosenice za svoje preživetje popolnoma odvisne od izbrane rastline. Za razliko od ljudi, ki uživajo raznovrstno hrano, da ostanejo zdravi, so številne rastlinojede žuželke specializirane za hranjenje le z nekaj rastlinskimi vrstami. Hipoteza o izraziti aromi pomaga razložiti, zakaj so nekatere žuželke zelo specializirane, druge pa so pri prehrani bolj prilagodljive.«
izvirno objavo
Preberite tudi
Painted Lady: Potovalna slo ni genetska | Pugnalom
