Черноусые могильщики научились подавлять сексуальное желание

Самки жуков-мертвоедов вырабатывают гормон, подавляющий сексуальную активность самцов.

Немецкие биологи из Ульмского и Регенсбургского университетов обнаружили, что самки жука-мертвоеда — могильщика черноусого (Nicrophorus vespilloides) заставляют самцов ухаживать за потомством с помощью летучего гормона, подавляющего сексуальную активность. Статья с результатами исследования вышла в журнале Nature Communications.

У жуков Nicrophorus vespilloides заботу о личинках проявляют и самка, и самец. Во время воспитания потомства черноусые могильщики, обычно очень сексуально активные, вдруг перестают спариваться. Считается, что так происходит из-за того, что сексуальные связи отрицательно влияют на уход за личинками и понижают их шансы на выживание. Ученые, однако, до сих пор не знали, какие механизмы лежат в основе такого поведения.

В своем исследовании биологи провели ряд экспериментов с насекомыми, собранными в лесу рядом с Ульмским университетом. Они наблюдали за брачным поведением жуков, измеряли экспрессию генов, связанных с синтезом определенных гормонов, а также посредством газовой хроматографии определяли состав летучих соединений, выпускаемых мертвоедами. Для того чтобы стимулировать размножение жуков и обеспечить их пропитанием, ученые подкидывали могильщикам тушки мертвых мышей.

Выяснилось, что самки, ухаживавшие за своими личинками, не откладывали повторно яйца при появлении новой тушки. В то же время контрольная группа самок могильщиков, предварительно разлученная с потомством, наоборот, при наличии пищевых ресурсов вновь «беременела». Иными словами, забота о личинках делала самок бесплодными, а расставание с потомством вновь запускало репродуктивные способности жуков.

Оказалось, что бесплодность самок была вызвана увеличенной выработкой ювенильного гормона III (JH-III), подавляющего активность яичников взрослых самок.

Концентрация гормона в организме насекомых понижалась на третий день после вылупления личинок, когда последние становились способными добывать себе пропитание уже самостоятельно. Анализ РНК показал, что при высокой активности генов, кодирующих JH-III, подавлялись гены, отвечающие за формирование яиц. При обработке самок химическим аналогом гормона — пирипроксифеном — плодовитость самок также снижалась.

Также, ученые продемонстрировали, что самки способны сигнализировать самцам о своем гормональном состоянии, заставляя их снижать сексуальную активность. Исследователи предположили, что роль сигнала играет метил геранат — летучее вещество, структурно похожее на JH-III и образующееся в организме насекомых одновременно с гормоном. Чтобы проверить эту гипотезу, биологи ввели в самок предшественника обоих соединений — геранил-пирофосфат с радиоактивной меткой. Как и предполагали биологи, самки могильщиков выпускали метил геранат с той же самой меткой.

Наблюдая за сексуальным поведением жуков-могильщиков в лабораторных условиях, ученые отметили, что чем больше метил гераната выпускала самка, тем ниже была вероятность, что самец начнет спариваться с ней. Исследователи снабдили самок маленькими устройствами, которые выпускали синтезированный метил геранат, в результате чего сексуальная активность самцов снизилась почти в три раза.Таким образом гормон делал временно стерильными самок, а летучее вещество подавляло желание самцов.

Жуки-могильщики заботятся о потомстве, растворяя пищеварительными ферментами ткани трупа, готовя своего рода питательный «бульон», что позволяет личинкам быстрее развиваться. Через несколько дней личинки зарываются в землю, где превращаются во взрослых насекомых.