Feromony Druk
- 1. Aktywność seksualna mrówek jest limitowana do kilku dni w ciągu roku. Ograniczenie to oraz fakt, że wiele gatunków mrówek parzy się w czasie lotu, utrudnia prowadzenie badań ich życia seksualnego. Może dlatego nie udało się, jak dotychczas, zidentyfikować typowych feromonów płciowych u mrówek, chociaż stwierdzono ich istnienie. Znane są mrówki, których samice pozbawione skrzydeł przebywają blisko gniazda na ziemi lub roślinach i do nich zlatują się skrzydlate samce. Należy przyjąć, że samice przywabiają je do siebie lotnymi feromonami płciowymi. Przykładem wykorzystywania innych feromonów w procesie rozmnażania mogą być mrówki, których samce z różnych kolonii gromadzą się w jednym miejscu tworząc rój, do którego zlatują się samice. W tym przypadku rolę wabika odgrywa feromon agregacyjny. Zaś samce innego gatunku Megaponera foetus podążają do gniazda ścieżką zaznaczoną przez robotnice i do parzenia dochodzi wewnątrz gniazda. Tym razem funkcję wabika spełniają feromony ścieżkowe. Otrzymywanie feromonów Feromony są produkowane przez owady w bardzo niewielkich ilościach. Dlatego też wydzielenie ich z materiału naturalnego i zbadanie ich struktury wymagało długiej i ciężkiej pracy. Na przykład, do wyodrębnienia wyżej wymienionych feromonów kwieciaka bawełnianego potrzebne były odchody 4 milionów owadów. Prace na odkryciem bombikolu trwały 30 lat - do tego celu użyto 500 000 samic jedwabnika. Praca z tak małymi ilościami substancji wymagała specjalnych metod ich gromadzenia i analizy, między innymi ekstrakcję feromonu z mieszaniny wielu związków. Ponadto w procesie tym ginęło wiele owadów, np. w trakcie identyfikacji pierwszego feromonu ścieżkowego - feromonu mrówek Atta texana, występujących w USA i Meksyku - poddano ekstrakcji 3,7 kg mrówek. Feromonowe pułapki przeciwowadowe W procesie zwalczania owadów feromony stosuje się najczęściej jako składniki pułapek. Feromony mają na celu zwabienie owadów do urządzeń uniemożliwiających ich opuszczenie lub powodujących fizyczne zniszczenie za pomocą środków toksycznych albo mechanicznych, np. taśm klejących. Pułapki przeciwowadowe były znane i stosowane od dawna, a jako przykład można podać lepy na muchy, które przyciągały owady zapachem lub smakiem, często miodowym czy też owocowym, zaś klejąca substancja pokrywająca lep krępowała ruchy owadów, uniemożliwiając im odlot. Ćmy łapano w nocy na podświetlonych ekranach. Pułapki feromonowe znacznie przewyższają skutecznością uprzednio wymienione, ponieważ owady przebywając nawet w dużej odległości od nich nie są w stanie oprzeć się przyciągającej sile wabików. Stężenia feromonów w pułapkach są na ogół większe niż w naturze, co powoduje zagłuszanie źródeł naturalnych, dezorientację odbiorców i kierowanie ich do pułapek. Właściwe dozowanie feromonów przez pułapkę decyduje o jej skuteczności. Urządzenie dozujące (dyspenser) powinno zapewniać określone, stałe stężenie feromonu w pobliżu pułapki oraz długi czas jej działania. Rodzaj dozownika dobiera się w zależności od lotności feromonu, wielkości pułapki i czasu jej działania. Do najczęściej stosowanych dozowników należą elementy o mikroporowatej strukturze, np. wiązki kapilar, włókna kapilarne, laminowane krążki, pakunki bibułowe, plastikowe porowate opaski lub ziarna, bądź pojemniki zamknięte porowatymi błonami o różnej przepuszczalności. Budowa pułapek zależy również od ich przeznaczenia, wielkości i czasu działania. Najprostsze przypominają znane lepy na muchy, a więc są taśmami lub opaskami pokrytymi substancjami klejącymi zawierającymi feromon. Bardziej skomplikowane są urządzeniami przestrzennymi (np. puszkami) o różnej pojemności z wejściem w kształcie lejka uniemożliwiającym wyjście, z wnętrzem pustym lub wypełnionym cieczą, a nawet insektycydami. Najczęściej stosowane pułapki feromonowe zawierają atraktanty płciowe lub feromony agregacyjne. Ostatnio coraz częściej używa się feromonów znaczących, których zadaniem jest dezinformacja, np. przekazanie samicom nieprawdziwej informacji o złożeniu już jaj na danym obiekcie (owocu, kwiecie, liściu itp.). Feromony takie mogą również przekazywać informacje o rzekomym zapłodnieniu samic. Zastosowanie feromonów Produkty spożywcze wytwarzane przez człowieka i przeznaczane na jego potrzeby są w znacznym stopniu niszczone, tzn. konsumowane przez mikroorganizmy, owady, czy gryzonie. Ludzie starają się zmniejszyć straty żywności, stosując między innymi insektycydy, które, niestety, często są toksyczne nie tylko dla owadów - szkodników, ale i dla owadów pożytecznych, a także dla organizmów wyższych, łącznie z ludźmi. Z tego powodu obserwuje się tendencję do zastępowania insektycydów innymi, bardziej selektywnymi środkami zwalczania szkodników. Dużą nadzieję w walce ze szkodnikami pokłada się w feromonach działających w niskich stężeniach, najczęściej nieszkodliwych dla większości organizmów. Mogą one zapewnić zwalczanie ściśle określonego gatunku owadów, w wybranej fazie rozwoju, np. poprzez zapobieganie zapłodnieniu, utrudnianie złożenia jaj, hamowanie przepoczwarzenia, itp. Specjalne pułapki na owady zawierające feromony umożliwiają odłowy określonych owadów w dowolnym czasie, korzystnie już na początku sezonu ich występowania, co zapewnia selektywne odłowy wybranych gatunków, nawet płci, i ich zwalczanie jeszcze przed stadium rozrodczym i intensywnym żerowaniem. Zastosowanie feromonów w zwalczaniu owadów ma przewagę nad innymi środkami przeciwowadowymi, ponieważ nie zatruwają one środowiska, nie wywołują efektu odporności u owadów, umożliwiają niszczenie szkodników przed stadium żerowania, a ich rejestracja, tj. zgoda na dopuszczenie do stosowania, odbywa się szybko i jest łatwiejsza do uzyskania niż dla pestycydów.
- 2. Feromony są produkowane przez owady najczęściej w gruczołach zewnętrznych. Dla przykładu, żeńskie feromony płciowe są wytwarzane w gruczołach umieszczonych pomiędzy ostatnimi segmentami odwłoku. Innym przypadkiem są samce wielkiej ćmy woskowej, których gruczoły wytwarzające feromony są umieszczone w skrzydłach. Ich produkty mogą być wydzielane bezpośrednio na zewnątrz lub gromadzone przez zwierzę w osobnych zbiornikach. Na przykład, mrówki gromadzą swój jad, zawierający głównie kwas mrówkowy (stężenie do 65%), w specjalnych zbiornikach w odwłoku. Masa jadu może stanowić do 22% wagi mrówki Czasami efekt działania feromonu zależy od jego stężenia. Jako przykład może służyć 4-metyloheptan-3-on, feromon mrówek Pogonomyrmex bodius, który przy niskim stężeniu zachęca robotnice do posłuszeństwa królowej, do wydajnej pracy, utrzymuje porządek w kolonii. Przy większym stężeniu wywołuje u robotnic agresję i atak, a pod wpływem jeszcze większego stężenia staje się dla nich poleceniem do kopania podziemnych korytarzy-kryjówek. Niektóre gatunki wydzielają ten sam feromon. Dochodzi wtedy często do międzygatunkowych kontaków płciowych. U motyli z rodziny niedźwiedziówkowatych zdarzają się przypadki kopulacji międzygatunkowej. Samice krasopani poziomkówki wydzielają ten sam feromon płciowy co samice proporzycy marzymłódka, jednak najprawdopodobniej oba gatunki posiadają mechanizm zabezpieczający je przed hybrydyzacją. Bardzo aktywne są również feromony płciowe karaluchów - perifanon i supelapyron. Uwolnienie przez samice jedynie kilkuset cząsteczek tych związków uaktywnia samce nawet ze znacznej odległości. Fire ants reagują na swój feromon ścieżkowy już przy stężeniu 10 fg/cm ścieżki. Feromony powierzchniowe zostały w literaturze wyodrębnione nie z uwagi na ich funkcję, jak w przypadku innych feromonów, ale ze względu na miejsce ich występowania. Są one zwykle trudno lotne, a więc działają z bliskiej odległości lub w wyniki bezpośredniego kontaktu, np. językiem, i służą do wzajemnego rozpoznawania się, prezentacji zajmowanej pozycji społecznej w grupie, przynależności kastowej, wywoływania określonych usług, np. iskania, mogą mieć też działanie afrodyzjaków. Ze skóry muszki owocówki (D. melanogaster), zarówno samic, jak i samców, wyodrębniono co najmniej 15 różnych węglowodorów, których część pełni rolę atraktantów. Stwierdzono wyraźne zróżnicowanie jakościowe i ilościowe składu mieszaniny węglowodorów w zależności od płci. Węglowodory te stymulują wstępną grę "miłosną" muszek, grają rolę swego rodzaju flirtu. Muszki pod wpływem feromonów zaczynają wykonywać specyficzne ruchy, przypominające taniec, a wibracja skrzydeł samców świadczy o ich płciowym pobudzeniu. Po kopulacji węglowodory pozostawione przez samca na powierzchni samicy obniżają jej atrakcyjność płciową i przez to nie budzi już ona zainteresowania innych samców. Węglowodory występujące w mniejszych stężeniach mogą wykazywać inne działanie, w tym synergiczne. Nieoczekiwane własności objawia wydzielany przez samców 7-pentakozen, który w dużych stężeniach wywołuje u nich skłonności homoseksualne. Feromony powierzchniowe służą społecznym osom Polistes fuscatus do różnicowania robotnic najbliżej spokrewnionych, tj. sióstr, czyli córek jednej królowej, i dalszych krewnych, np. kuzynek, tj. robotnic wyklutych z jaj siostry królowej, oraz od niespokrewnionych osobników tego samego gatunku. Głównymi składnikami heksanowego ekstraktu powierzchni ciała os okazały się węglowodory, z których znaczna część służy do rozpoznawania stopnia pokrewieństwa. Skutkiem rozpoznania może być akceptacja lub odrzucenie robotnicy przez dominujące w kolonii ''ciotki''. Skład i udział poszczególnych węglowodorów w feromonie os rozróżniającym stopień pokrewieństwa jest zmienny i dostosowany do danej rodziny czy kolonii.