Ученые выяснили, как природные условия влияют на скорость роста насекомых

Механизм влияния неблагоприятных природных факторов на скорость роста насекомых открыла группа ученых, возглавляемая доктором Кендзи Томиокой из Университета Окаямы, 10 марта результаты опубликованы в «Трудах Национальной Академии Наук США».

Исследователи изучили влияние погодных условий у вида сверчка, называемого Modicogryllus siamensis. У данных сверчков фаза остановки роста происходит один раз в год на стадии нимфы (личиночная стадия насекомого). Было известно, что на этой стадии насекомое проявляет «фотопериодическую» реакцию (что означает, что оно реагирует на продолжительность светового дня). Доктор Томиока объясняет: «Хотя фотопериод и температура, как известно, регулируют это изменение, лежащий в основе механизм остается неизвестным. Сверчок Modicogryllus siamensis „зимует“ в виде нимфы с пониженной скоростью роста и повышенным количеством линек».

Нимфа развивается во взрослую форму примерно через 60 дней после вылупления из яйца в условиях длительного дня. В процессе своего развития она подвергается примерно 8 линькам (процесс, при котором насекомое теряет свой экзоскелет). В условиях короткого дня нимфальный период увеличивается с увеличением количеств линек, что помогает в процессе зимовки.

Для начала ученые хотели посмотреть, как нимфальный период медленного роста регулируется температурой. Они обнаружили, что низкие температуры приводят к снижению экспрессии двух генов, инсулиноподобного пептида (Ms’Ilp) и мишени рапамицина (Ms’Tor), которые участвуют в выработке гормонов, способствующих циклу роста у насекомых. Интересно, что подавление этих генов приводит к замедлению роста у насекомых, даже не влияя на количество линек.

Далее ученые сосредоточились на том, как продолжительность дня регулирует задержку роста у насекомых. Они обнаружили, что выработка «ювенильного гормона (JH)», зависит от продолжительности дня и влияет на рост и количество линек насекомого. На основании этих результатов исследователи пришли к выводу, что выработка JH и контролируемая температурой выработка инсулина / TOR работают в тандеме и регулируют развитие нимфы.

Эти результаты не только углубляют наше понимание механизма сезонной адаптации у определенных насекомых, но также проливают свет на эволюционную стратегию насекомого по выживанию в умеренных районах, где продолжительность дня и температура изменяются сезонно.