La insecte, precum şi
la alte grupe de animale, întâlnirea partenerilor sexuali fiziologic apţi de
copulaţie nu se face la întâmplare, ci prin intermediul unor mecanisme complexe
de "emisie-recepţie" care permit realizarea unor schimburi de
informaţii între indivizi, uneori aflaţi la distanţe destul de mari.
Mecanismele chimice de comunicare joaca un rol ecologic foarte important, fiind
specifice şi permitând reperarea precisă a partenerilor răspândiţi în mediul
înconjurător.
Mecanismele de comunicare dintre
indivizii aceleiaşi specii sunt de natură
fizică (unde sonore, unde electromagnetice, culoarea etc.) şi de natură chimică, care au o importanţă
preponderentă (compuşi chimici).
Feromonii (hormoni purtători de mesaj) sexuali sunt compuşi chimici care mijlocesc atracţia sexuală între
indivizii de diferite sexe. Denumirea de feromoni a fost utilizată pentru prima
dată, în 1959, de către P. KARLSON şi I. LUSCHER. Prin feromon, în general, se
înţelege un compus chimic emis de un individ şi recepţionat de un alt individ
din aceeaşi specie, provocând o reacţie specifică individului ce l-a recepţionat.
Feromonii sexuali sunt compuşi
biologic activi, care determină atragerea unui sex de celalalt sex, apropierea
indivizilor şi tot comportamentul precopulator al acestora. În majoritatea
cazurilor, femela este organismul emitent, iar masculul este individul
receptant. Există şi cazuri în care rolurile sunt inversate. Dintre insectele
la care s-au identificat feromoni sexuali, majoritatea sunt Lepidopterae
după care urmează (în ordine descrescândă) ordinele Coleopterae, Hymenopterae,
Orthopterae, Dipterae, Isopterae.
Feromonii sexuali produşi de femele au
un dublu rol: atât de a atrage masculii aflaţi la distanţă, cât şi de a-i
excita la împerechere când au ajuns aproape. Tot feromoni sunt denumiţi şi compuşii
chimici produşi de masculi pentru a excita femelele. Aceşti compuşi sunt uneori
denumiţi substanţe afrodisiace, deşi aceasta denumire se foloseşte cu precădere
la produsele farmaceutice care aţâţă dorinţele venerice la oameni.
Sub aspect chimic, feromonii naturali
ai insectelor sunt formaţi, de regulă, dintr-un singur compus chimic, foarte
rar din amestecuri de mai mulţi compuşi. În acest ultim caz, specificitatea
feromonilor depinde de proporţia diverşilor compuşi luaţi în amestec. Cel mai
simplu feromon sexual la insecte este acidul valerianic, produs de femelele viermelui sfredelitor al sfeclei de
zahăr, Limonius californicus.
Principalii feromoni sexuali ai insectelor sunt prezentati în următorul tabel:
Denumire
|
Structura
|
Sex
|
Specia
producătoare
|
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
că majoritatea feromonilor sunt esteri, acizi, alcooli sau cetone, cu catenă
carbonică lungă, formată din C -C , cu duble legături, fapt ce uşurează izomerizarea
acestora. Conformaţia moleculară a feromonilor are un rol important în
activitatea lor biologică.
La orice insectă, structura
conformaţională a feromonului principal are o mare specificitate. Uneori,
schimbări minore în structura moleculară a feromonilor anihilează activitatea
acestora. Uneori izomerii cis şi trans ai
aceloraşi compuşi se comportă diferit sub aspectul activităţii feromonale.
Unul din cei mai bine cunoscuţi feromoni
este, fără îndoială, -acidul
trans-9-ceto-2-decenoic sau substanţa reginei albinelor, care atrage
trântorii (masculii) să se împerecheze cu regina.
Acest acid reprezintă numai un singur compus din cei 32 de compuşi cu structură
similară existenţi în capul reginei albinelor. Acidul 9-hidroxi-decenoic are rol însemnat în stabilizarea
roiurilor de albine lucrătoare.
O parte din feromoni, cum sunt frontalina şi exobrevicomina, au o structură ciclică. Ei înlesnesc copulaţia la
gândacii din genurile Brevicomis şi Ips. Unii derivaţi ai ciclohexanului
sunt feromonii gărgăriţei capsulei de bumbac, Anthonomus grandis. Până în prezent s-au identificat puţini
feromoni cu structură aromatică. Se
pare că fenolul îndeplineşte rolul de feromon pentru larvele unor gândaci de
iarbă. Fenolul se poate forma în corpul larvelor din tirozina existentă 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 găsesc în
cantitate foarte mică la insecte, fapt ce necesită sacrificarea unui mare număr
de indivizi atunci când se determină structura lor moleculară. Fiecare larvă a
femelei de Orygia pseudotsugata (omida
păroasă a bradului), conţine aproximativ 40 ng de feromoni în cavitatea
abdominală. Au fost necesare 6000 de larve pentru a putea izola şi identifica
hormonul lor sexual.
Unii hormoni sexuali ai insectelor se
găsesc în diferite specii de plante. Astfel, D-acetatul de borneol se găseşte în Gimnospermae. Acest feromon este activ în concentraţii de sub 0,07
mg/cm . L-acetatul de borneol are o activitate
hormonală a suta parte din activitatea izomerului D. Numeroase specii de Angiospermae produc compuşi volatili cu
efecte feromonice asupra şvabului american (gândac) Periplaneta americana. Dintre feromonii sintetici, utilizaţi în
comerţ, de o atenţie sporită se bucură trimedlura
şi celura, care atrag masculii
muştelor ce populează fructele şi pepenii din regiunea mediteraneană.
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.
Comentarii
Trimiteți un comentariu