Пятнистая дрозофила Drosophila suzukii возникла в Азии и принадлежит к семейству уксусных мух. Его родственник — Drosophila melanogaster, обыкновенная уксусная муха, широко распространенная в наших регионах и в больших количествах встречающаяся на перезрелых и гниющих фруктах в летние месяцы.
В то время как D. melanogaster является неприятным, но не настоящим вредителем, D. suzukii может нанести значительный ущерб садам и виноградникам. В отличие от обыкновенной уксусной мухи D. suzukii откладывает яйца в здоровые и созревающие плоды еще до сбора урожая. Часто также передаются грибки и бактерии. В 2011 году вредитель впервые был обнаружен в Германии.
Летом и осенью 2014 года владельцам виноградников в Германии впервые пришлось использовать инсектициды для борьбы с вредителями. Ловушки с уксусом для мониторинга заражения D. suzukii не очень полезны, поскольку ловушки привлекают других дрозофилид, и проверка того, был ли пойман D. suzukii, требует очень много времени.
Ян Кизи и его коллеги из отдела эволюционной нейроэтологии Билла Ханссона в Институте химической экологии Макса Планка хотели выяснить, есть ли запах, который привлекает только D. suzukii. В центре их исследования также был вопрос о том, как D. suzukii развил свое предпочтение свежих фруктов и как эта специализация может быть прослежена физиологически в обонятельной системе насекомого.Поведенческие анализы показали, что эту муху гораздо больше привлекала ткань листа, чем всех других протестированных видов мух. Поэтому исследователи изучили реакцию отдельных сенсорных волосков (сенсилл) у разных дрозофилид на большое количество экологически значимых запахов, включая запахи многих листьев.
Сочетание сенсорной физиологии (производные единственной сенсиллы) и газовой хроматографии позволяет исследовать отдельные сенсиллы, в то время как многочисленные запахи, обнаруженные в фрукте или листе, исследуются с помощью газовой хроматографии одновременно. Используя этот метод, исследователь идентифицировал вещество, которое привлекало только D. suzukii, бета-циклоцитральный запах листьев. Кроме того, насекомые-вредители сильнее реагировали на запахи, исходящие от растений на ранних стадиях созревания плодов, и менее — на вещества, содержащиеся в ферментирующих фруктах (такие вещества часто используются в качестве приманки для уксусных мух).Интересно, что именно один тип сенсиллы, так называемый ab3 sensillum, явно реагирует на этот запах: «Мы были поражены тем, что именно ab3 sensillum снова показал специфические реакции.
Когда мухи занимают новую пищевую нишу, требования к изменение их обонятельной системы. Они должны уметь чувствовать новые запахи и игнорировать запахи, которые были привлекательными в прошлом. Это ab3 sensillum, который меняет спектр его реакции », — сказал Маркус Кнаден, руководитель проектной группы« Поведение в зависимости от запаха в насекомые ", — поясняет.
Сенсиллум ab3, кажется, играет особенно важную роль, когда дело доходит до поиска насекомыми пищи или лучшего места для откладки яиц. Однако то, что D. suzukii привлекает ткань листа, но тем не менее откладывает яйца в созревающие плоды, довольно необычно.
Для откладки яиц самки используют свой поразительно длинный и зубчатый яйцеклад, чтобы прокалывать кожуру фруктов и ягод и откладывать яйца. «D. suzukii может действовать как эволюционный мост между видами, сосредоточенными на плодах, и травоядными видами в пределах семейства Drosophila», — говорит Ян Кизи, первый автор исследования. Созревающие плоды и ягоды большей частью окружены листьями. Привлекаемые запахом листьев D. suzukii автоматически направляются к плодам; Тогда визуальные подсказки могут помочь окончательно определить плоды.Изучая обонятельную специализацию D. suzukii, ученые хотят лучше понять, почему одни виды насекомых становятся вредителями, а другие — нет.
В этом случае они хотят выяснить, почему и как эта муха специализировалась на созревании, здоровых фруктах и соответствующим образом адаптировала свою чувствительность к запаху. Результаты их исследований могут помочь в разработке более эффективных ловушек, чтобы упростить мониторинг Drosophila suzukii и лучше контролировать этого вредителя.