Рецепторы самцов сильнее реагировали на феромоны самок раз в 48 часов — как раз в те ночи, когда самки их выделяли
Ученые из Китая и США идентифицировали рецептор полового феромона жука Holotrichia parallela и исследовали закономерности его работы. Выяснилось, что ген этого рецептора активнее всего экспрессируется каждую вторую ночь — синхронно с тем, как самки этого вида каждую вторую ночь выделяют половые феромоны. Усики самцов активнее реагировали на феромоны самок раз в 48 часов, сообщается в статье, опубликованной в журнале Current Biology.
Почти все процессы, протекающие в большинстве живых организмов, подчиняются 24-часовым циклам, которые связаны со сменой дня и ночи. Но у самок жуков Holotrichia parallela не так — они выделяют половые феромоны раз в двое суток, по ночам. Такой ритм ученые называют циркабидным — иногда люди могут подстраивать свой режим сна и бодрствования под него, однако долго это не длится. Также такой ритм исследователи замечали в летной активности комара Culiseta incidens, но только в прохладную погоду в условиях постоянной темноты.
Уолтер Лил (Walter S. Leal) из Калифорнийского университета и его коллеги из Академии сельскохозяйственных наук Китая решили выяснить, меняется ли восприимчивость самцов H. parallela к половым феромонам самок также в течение 48-часового цикла. Сначала исследователи нашли рецептор этих феромонов: для этого они проанализировали транскриптом жука, выявили гены обонятельных рецепторов и экспрессировали 15 таких рецепторов в ооцитах шпорцевой лягушки. Каждый рецептор тестировали на панели из более чем 80 одорантов, которая включала и два компонента полового феромона самок — метиловый эфир L-изолейцина (LIME) and L-линалоол. Только один из протестированных рецепторов, HparOR14, устойчиво реагировал на LIME и не так сильно — на L-линалоол.
Количественная ПЦР подтвердила, что HparOR14 — действительно рецептор половых феромонов. Уровни транскрипта HparOR14 были значительно выше, как в усиках самцов (р < 0,0001), так и в других тканях тела, чем в усиках и теле самок. Тогда ученые с помощью РНК-интерференции подавили экспрессию гена рецептора у самцов H. parallela и обнаружили, что такие жуки перестают подползать к приманке с половыми феромонами самок — в отличие от жуков с нормальной экспрессией гена (p < 0,0001).
Затем авторы исследовали экспрессию HparOR14 и сравнили ее с экспрессией гена другого обонятельного рецептора — HparOR1. Активнее всего HparOR14 экспрессировался по ночам с 31 по 51 день после вылета — это соответствовало времени выделения половых феромонов самками. Далее ученые отслеживали экспрессию HparOR14 в течение 5 дней — с 25 по 29 день после вылета. Они обнаружили, что в 25, 27 и 29 сутки уровни транскрипта значительно увеличивались ночью по сравнению с днем, а вот в 26 и 28 сутки ген рецептора экспрессировался не так интенсивно и уровень транскрипта существенно не различался днем и ночью. В то же время рецептор HparOR1 экспрессировался с одинаковой интенсивностью на протяжении всего эксперимента.
Измерив уровни транскрипта HparOR14 семь раз на протяжении 48 часов, авторы увидели, что в первые 24 часа экспрессия гена снижалась, а затем — увеличивалась, достигая максимума во вторую ночь. В том же режиме снижалась и росла реакция усиков самцов на LIME, которую измеряли с помощью электроантеннографии. А вот на летучие вещества зеленых листьев Z3-6Ac усики самцов реагировали одинаково на протяжении всех 48 часов. Так исследователи пришли к выводу, что экспрессия гена рецептора полового феромона у самцов Holotrichia parallela подчиняется 48-часовому циклу — синхронно с выделением этого феромона самками.
Ранее биологи выяснили, что у людей, которые стали ложиться спать на 10 часов позже обычного, экспрессия генов не подстроилась под новый режим. Хотя важным ограничением эксперимента было то, что он длился всего несколько дней.
Заняв место прежних самцов группы
Зоологи США и Шри-Ланки стали свидетелями того, как краснолицый гульман по имени Цезарь вторгся в смешанную группу гульманов, в которой уже было два самца, и стал нападать на детенышей. Два детеныша погибли в результате его нападений, еще один — исчез. Самки, потерявшие детей, довольно быстро забеременели и затем принесли новое потомство — скорее всего, от Цезаря. Результаты опубликованы в American Journal of Primatology.