|
FEROMONII INSECTELOR
Feromoni sexuali
La insecte, precum ?i la alte grupe de animale, întâlnirea partenerilor sexuali fiziologic ap?i de copula?ie nu se face la întâmplare, ci prin intermediul unor mecanisme complexe de "emisie-recep?ie" care permit realizarea unor schimburi de informa?ii între indivizi, uneori afla?i la distan?e destul de mari. Mecanismele chimice de comunicare joaca un rol ecologic foarte important, fiind specifice ?i permitând reperarea precis? a partenerilor r?spândi?i în mediul înconjur?tor.
Mecanismele de comunicare dintre indivizii aceleia?i specii sunt de natur? fizic? (unde sonore, unde electromagnetice, culoarea etc.) ?i de natur? chimic?, care au o importan?? preponderent? (compu?i chimici).
Feromonii (hormoni purt?tori de mesaj) sexuali sunt compu?i chimici care mijlocesc atrac?ia sexual? între indivizii de diferite sexe. Denumirea de feromoni a fost utilizat? pentru prima dat?, în 1959, de c?tre P. KARLSON ?i I. LUSCHER. Prin feromon, în general, se în?elege un compus chimic emis de un individ ?i recep?ionat de un alt individ din aceea?i specie, provocând o reac?ie specific? individului ce l-a recep?ionat.
Feromonii sexuali sunt compu?i biologic activi, care determin? atragerea unui sex de celalalt sex, apropierea indivizilor ?i tot comportamentul precopulator al acestora. În majoritatea cazurilor, femela este organismul emitent, iar masculul este individul receptant. Exist? ?i cazuri în care rolurile sunt inversate. Dintre insectele la care s-au identificat feromoni sexuali, majoritatea sunt Lepidopterae dup? care urmeaz? (în ordine descrescând?) ordinele Coleopterae, Hymenopterae, Orthopterae, Dipterae, Isopterae.
Feromonii sexuali produ?i de femele au un dublu rol: atât de a atrage masculii afla?i la distan??, cât ?i de a-i excita la împerechere când au ajuns aproape. Tot feromoni sunt denumi?i ?i compu?ii chimici produ?i de masculi pentru a excita femelele. Ace?ti compu?i sunt uneori denumi?i substan?e afrodisiace, de?i aceasta denumire se folose?te cu prec?dere la produsele farmaceutice care a?â?? dorin?ele venerice la oameni.
Sub aspect chimic, feromonii naturali ai insectelor sunt forma?i, de regul?, dintr-un singur compus chimic, foarte rar din amestecuri de mai mul?i compu?i. În acest ultim caz, specificitatea feromonilor depinde de propor?ia diver?ilor compu?i lua?i în amestec. Cel mai simplu feromon sexual la insecte este acidul valerianic, produs de femelele viermelui sfredelitor al sfeclei de zah?r, Limonius californicus. Principalii feromoni sexuali ai insectelor sunt prezentati în urm?torul tabel:
Denumire Structura Sex Specia
produc?toare
Acid valerianic CH -(CH ) -COOH Limonius californicus
Acid trans-9-
ceto-2-decenoic O
CH -C-CH ) -CH=CH-COOH
Apis mellifera
Acetat cis-7-
dodecenilic CH -(CH ) -CH=CH-(CH ) -O-CO-CH Cabbage looper
Acetat cis-8- dodecenilic CH -(CH ) -CH=CH-(CH ) -O-CO-CH Grapholitha molesta
Acetat cis-11- tetradecenilic CH -CH -CH=CH-(CH ) -O-CO-CH Archips semiferanus
Acetat hexadecanilic CH -(CH ) -O-CO-CH
Acetat cis-11- octadecenilic CH -(CH ) -CH=CH-(CH ) -O-CO-CH Lycorea ceres
11-ceto-6-cis- CH -(CH ) -C-(CH ) -CH=CH-(CH ) -CH
heneicosena Orgya
O pseudotsugata
Din exemplele prezentate în tabel reiese c? majoritatea feromonilor sunt esteri, acizi, alcooli sau cetone, cu caten? carbonic? lung?, format? din C -C , cu duble leg?turi, fapt ce u?ureaz? izomerizarea acestora. Conforma?ia molecular? a feromonilor are un rol important în activitatea lor biologic?.
La orice insect?, structura conforma?ional? a feromonului principal are o mare specificitate. Uneori, schimb?ri minore în structura molecular? a feromonilor anihileaz? activitatea acestora. Uneori izomerii cis ?i trans ai acelora?i compu?i se comport? diferit sub aspectul activit??ii feromonale.
Unul din cei mai bine cunoscu?i feromoni este, f?r? îndoial?, -acidul trans-9-ceto-2-decenoic sau substan?a reginei albinelor, care atrage trântorii (masculii) s? se împerecheze cu regina. Acest acid reprezint? numai un singur compus din cei 32 de compu?i cu structur? similar? existen?i în capul reginei albinelor. Acidul 9-hidroxi-decenoic are rol însemnat în stabilizarea roiurilor de albine lucr?toare.
O parte din feromoni, cum sunt frontalina ?i exobrevicomina, au o structur? ciclic?. Ei înlesnesc copula?ia la gândacii din genurile Brevicomis ?i Ips. Unii deriva?i ai ciclohexanului sunt feromonii g?rg?ri?ei capsulei de bumbac, Anthonomus grandis. Pân? în prezent s-au identificat pu?ini feromoni cu structur? aromatic?. Se pare c? fenolul îndepline?te rolul de feromon pentru larvele unor gândaci de iarb?. Fenolul se poate forma în corpul larvelor din tirozina existent? în hrana acestora.
La molia Leucania impuris, rolul de feromon este îndeplinit de aldehida benzoica, iar la fluturii din genul Danaus, de unii alcaloizi.
Feromonii sexuali se g?sesc în cantitate foarte mic? la insecte, fapt ce necesit? sacrificarea unui mare num?r de indivizi atunci când se determin? structura lor molecular?. Fiecare larv? a femelei de Orygia pseudotsugata (omida p?roas? a bradului), con?ine aproximativ 40 ng de feromoni în cavitatea abdominal?. Au fost necesare 6000 de larve pentru a putea izola ?i identifica hormonul lor sexual.
Unii hormoni sexuali ai insectelor se g?sesc în diferite specii de plante. Astfel, D-acetatul de borneol se g?se?te în Gimnospermae. Acest feromon este activ în concentra?ii de sub 0,07 mg/cm . L-acetatul de borneol are o activitate hormonal? a suta parte din activitatea izomerului D. Numeroase specii de Angiospermae produc compu?i volatili cu efecte feromonice asupra ?vabului american (gândac) Periplaneta americana. Dintre feromonii sintetici, utiliza?i în comer?, de o aten?ie sporit? se bucur? trimedlura ?i celura, care atrag masculii mu?telor ce populeaz? fructele ?i pepenii din regiunea mediteranean?.
Structura unor analogi ai feromonilor sexuali
O
O - C - CH Cl CH
O
CH
O - C - C CH
CH
D - acetat de borneol Trimedlura
O
O
H C - C - O - - CH - CH -C
CH
Celura
Un caz interesant de specificitate il constituie moliile polifenice, ca Antherea polyphemus, care se pot imperechea exclusiv in prezenta frunzelor de Quercus rubra (stejar rosu). Analizele efectuate au aratat ca frunzele de stejar emana un compus volatil (trans-2-hexanol), care stimuleaza receptorii senzoriali din antenele femelelor declansand astfel eliberarea feromonului sexual al acestora, care apoi excita si determina masculul sa se imperecheze. Un alt caz interesant il constituie gargarita trestiei de zahar, Rhabdoscelum obscurus, care nu-si elimina propriul feromon sexual numai dupa ce s-a hranit cu trestie de zahar. In acest caz, declansatorul eliminarii feromonului trebuie sav fie un compus chimic neidentificat, existent in trestia de zahar.
Feromonii moliei stejarului, Archips semiferanus, se gasesc ca atare in frunzele de stejar, fapt ce grabeste ditrugerea stejerisurilor naturale de catre aceasta molie. Larvele femelelor de Archips semiferanus isi iau feromonii gata sintetizati din frunzele de stejar, care contribuie in mod direct la atragerea masculilor. Dupa sosirea masculilor pe frunze, femelele elimina o cantitate mai mare de feromon pentru a determina masculul sa se indrepte spre organul de copulatie.
Feromonii sexuali ai insectelor sunt tot mai mult utilizati in agricultura, ca substante biologic active, eficiente pentru combaterea biologica a insectelor daunatoare, mai ales ca combaterea chimica a insectelor daunatoare s-a dovedit ca are efecte secundare nedorite: poluarea mediului, dezechilibrarea biocenozelor datorita lipsei de specificitate a unor compusi fitofarmaceutici, inclusiv a numeroase insecticide.
Feromonii sunt preferati insecticidelor in combaterea daunatorilor deoarece, avand o mare specificitate si fiind produsi in cantitati mici, nu au, practic, efecte poluante.
Feromonii sexuali ai insectelor sunt utilizati in agricultura atat pentru aprecierea si supravegherea populatiei de daunatori, in vederea imbunatatirii prognozei in aplicarea tratamentelor chimice, cat si in combaterea directa a acestora prin impiedicarea imperecherii sexelor, fapt ce va determina reducerea treptata a urmasilor si, in final, disparitia daunatorilor.
Impiedicarea imperecheriii insectelor se poate realiza atat prin captarea in masa a masculilor, cu ajutorul unor capcane ce contin feromoni naturali sau artificiali, din populatia naturala inainte de omperechere, fie prin impregnarea atmosferei din zona protejata cu feromoni (concentratii mari) cu scopul de a dezorienta masculii, care astfel ajung in imposibilitatea de a repera (detecta, sesiza) femelele virgine in vederea imperecherii. Teoretic vorbind, este posibil ca unele insecte daunatoare sa fie eliminate dintr-o zina oarecare prin captarea masculilor cu feromoni naturali sau artificiali. In practica, apar numerosi factori care micsoreaza eficienta momelilor sexuale.
Feromonii sintetici sunt folositi in prezent cu precadere pentru supravegherea populatiei de daunatori in vederea imbunatatirii prognozelor privind aplicarea si sporirea eficientei tratamentelor chimice.
Rusu Roxana XI C |