_ Ozonul poluant oxidant îndepărtează barierele de împerechere între speciile de muște, studiul constată

Feromonii insectelor sunt molecule de miros folosite pentru comunicarea chimică în cadrul unei specii. Feromonii sexuali joacă un rol crucial în împerecherea multor insecte. Mirosurile specifice speciei atrag masculii și femelele din aceeași specie. În același timp, ele mențin granițele naturale dintre specii.

Echipa de cercetare condusă de Nanji Jiang, Bill Hansson și Markus Knaden de la Departamentul de Neuroetologie Evolutivă de la Institutul Max Planck pentru Ecologie Chimică a arătat anterior că nivelurile ridicate de ozon perturbă grav comunicarea chimică în cadrul speciilor de muște: ozonul rupe legăturile duble carbon-carbon găsite în majoritatea feromonilor insectelor. Ca urmare, muștele masculi nu mai pot distinge între femele și alți masculi și, prin urmare, atrag ambele sexe.

În noul lor studiu publicat în Nature Communications, cercetătorii au investigat dacă degradarea feromonilor sexuali de către ozon afectează și ea limitele de împerechere dintre diferite specii.

„În special, am dorit să știm dacă nivelurile ridicate de ozon îndepărtează granițele de împerechere dintre specii și care sunt consecințele unei posibile hibridizări. Știm din experimentele anterioare că ozonul poate afecta grav perturbă alegerea partenerului la insecte.

„Studiul nostru actual indică faptul că chiar și nivelurile ușor crescute de ozon, care în prezent nu sunt neobișnuite în zilele de vară în multe locuri, fac ca muștele să hibridizeze mai frecvent cu specii strâns înrudite, ceea ce ar putea duce la o scădere a populațiilor de insecte din cauza infertilității hibrizilor rezultați”, spune primul autor, Nanji Jiang, rezumand mesajul cheie al studiului.

Impecherea dintre specii are loc la niveluri ridicate de ozon

Oamenii de știință au ales patru specii din genul Drosophila pentru experimentele lor. În timp ce Drosophila melanogaster și Drosophila simulans sunt specii cosmopolite găsite în întreaga lume, rudele lor Drosophila sechellia și Drosophila mauritiana sunt endemice ale insulelor și, după cum sugerează numele, se găsesc doar în Seychelles și, respectiv, Mauritius.

Toate cele patru specii folosesc feromoni foarte asemănători, dar îi amestecă într-un mod specific speciei. Prin urmare, a fost crucial pentru echipa de cercetare să poată măsura modificările cantitative din amestecurile de feromoni după expunerea la ozon.

În experimentele de împerechere, muștele au fost expuse timp de două ore la concentrații de ozon care sunt adesea măsurată în zilele deosebit de caniculare din orașele noastre. Oamenii de știință le-au dat femelelor gata de împerechere posibilitatea de a alege între un mascul din aceeași specie și un mascul dintr-o specie diferită.

După câteva ore, au separat femelele de masculi și le-au permis a depune ouă. Pentru a determina dacă femela s-a împerecheat cu un mascul din propria specie sau cu altă specie, cercetătorii au analizat organele sexuale ale descendenților masculi, deoarece speciile și hibrizii pot fi distinși pe baza morfologiei lor.

Rezultatele acestor teste au arătat că hibridizarea a avut loc mai frecvent sub influența ozonului, în timp ce puțini hibrizi au fost găsiți atunci când muștele erau expuse anterior doar la aerul ambiant.

Muștele fructelor se bazează nu numai pe semnale chimice pentru a se împerechea. , dar și asupra cântării unor cântece specifice speciei, pe care le produc prin vibrarea aripilor. Multe specii folosesc, de asemenea, semnale vizuale pentru a atrage parteneri de împerechere. În ciuda acestor „ajutoare” suplimentare, nivelurile ridicate de ozon au părut să împiedice unele dintre muștele femele din studiu să facă distincția între conspecifici și masculii altor specii.

„Deși ne așteptam ca întreruperea comunicării feromonilor de către ozon să ducă la o ușoară creștere a hibrizilor, am fost surprinși să constatăm că unele femele nu au fost complet capabile să facă discriminări între conspecifici și masculii altor specii, în ciuda faptului că alte posibile repere acustice sau vizuale”, spune Bill Hansson, șeful Departamentului de Neuroetologie Evoluționistă.

Hibrizi: o fundătură în termeni evolutivi

Hbrizii masculi din muște sunt de obicei sterili sau cel puțin mai puțin fertile decât nehibrizi. Puii hibridi masculi este, prin urmare, o investiție irosită pentru muște și poate contribui la dispariția populațiilor. Spre deosebire de hibrizii de sex masculin, hibrizii de sex feminin sunt de obicei fertili și, în unele cazuri, au fost chiar preferați de bărbați în acest studiu. Hibrizii femele ar putea fi, prin urmare, o sursă de flux genetic continuu, care pe termen lung ar putea duce la apariția unor specii hibride.

„Genul Drosophila cuprinde mai mult de 1500 de specii și se știe că mai mult de 100 de perechi de specii strâns înrudite se pot hibridiza. Prin urmare, nu este puțin probabil ca hibridizarea indusă de poluanți la unele dintre aceste perechi de specii să poată duce la speciația hibridă”, spune Knaden, evaluând șansele de succes ale unei astfel de specii hibride.

Insectele se bazează pe mirosuri, nu numai atunci când își aleg perechea. Pe lângă feromonii sexuali, ei folosesc feromonii de agregare pentru a atrage conspecifici de ambele sexe sau feromonii de alarmă pentru a comunica în caz de pericol. Insectele sociale, cum ar fi furnicile, navighează de-a lungul traseelor ​​feromonilor sau folosesc mirosuri specifice coloniei pentru a-și recunoaște perechea de cuib.

Multe dintre aceste molecule de miros conțin, de asemenea, legături duble carbon-carbon, care pot fi rupte de ozon. Oamenii de știință se tem că ozonul ar putea perturba comunicarea chimică a insectelor în multe zone și acum intenționează să investigheze acest lucru în studii ulterioare, de exemplu la furnici.

În afara laboratorului, alți poluanți oxidanți, cum ar fi oxizii de azot, care nu pot fi testate în experimente de laborator din cauza toxicității lor, pot amplifica efectul ozonului. Valori limită există deja pentru acești poluanți din cauza efectelor nocive ale acestora asupra oamenilor.

„Limitele pentru poluanții atmosferici ar trebui reevaluate, având în vedere că chiar și cantități mici din aceste substanțe au un impact semnificativ asupra comunicării chimice. de insecte”, spune Knaden. „Deoarece ne confruntăm în prezent cu o scădere dramatică a populațiilor de insecte în ceea ce privește biomasa lor totală și biodiversitatea lor, ar trebui să încercăm să înțelegem mai bine și să contracarăm toți factorii posibili care pot favoriza acest declin.”

(Fluierul)