Добро пожаловать в третью и последнюю часть моей серии статей о стрессе, в которой я спрашиваю, говорят ли мне организмы
Добро пожаловать в третью и последнюю часть моей серии статей о стрессе, в которой я спрашиваю, испытывают ли стресс организмы, о которых я больше всего рассказываю в этом блоге - растения, микробы и насекомые. Чтобы прочитать остальную часть серии, а также понять, почему я пишу ее для начала, ознакомьтесь с моими предыдущими сообщениями о микробном стрессе и стрессе растений.
На этой неделе мы закончим с насекомыми. Итак, испытывают ли они стресс?
Возможно, ответ вас не удивит: да. Стресс - это нормальная и адаптивная реакция на постоянно меняющуюся среду, и без него организм не может выжить. Насекомые должны реагировать на угрозы и другие изменения окружающей среды, как и любое живое существо.
«Представьте, что бы вы, как человек, ни испытывали стресс, то же самое может вызывать стресс и у насекомых», - говорит Сонни Рамасвами, директор Национального института продовольствия и сельского хозяйства, а также энтомолог. «Если вы поместите их в жаркую среду, в холодную среду, в голодную среду, они испытают стресс. Это живые дышащие организмы, и их физиологические основы точно такие же, как у нас с вами».
На самом деле, в отличие от растений и микробов, у насекомых есть центральная нервная система, а это означает, что их реакция на стресс намного ближе к нашей. Когда мы ощущаем потенциальную угрозу, наши глаза, уши и другие органы чувств посылают сигнал в миндалевидное тело нашего мозга. Миндалевидное тело сообщает гипоталамусу запустить каскад гормонов, включая глюкокортикоиды. Одним из них является кортизол, который иногда называют гормоном стресса, и он помогает повысить уровень сахара в крови. В то же время реакция на стресс вызывает выработку гормона адреналина, более известного как адреналин, который увеличивает частоту сердечных сокращений. Реакция на стресс готовит вас к побегу или драке.
Аналогичным образом, когда насекомое находится в состоянии стресса, его глаза, усики и другие датчики предупреждают его мозг, который запускает гормоны стресса, в том числе октопамин, аналогичный адреналину, и экдистероиды, родственные глюкокортикоидам. Это происходит более или менее со всеми насекомыми, хотя сила и время зависят от ситуации и вида. И, как и в случае с нашей реакцией на стресс, поток гормонов помогает насекомому справиться с тем, что его беспокоит, например, улетая или убегая.
В некоторых случаях реакция на стресс может даже передаваться из поколения в поколение, говорит Кен Хейнс, исследователь поведения насекомых и химической экологии из Университета Кентукки. Например, если тля становится слишком скученной, конкурируя, например, за пищу, бескрылые самки рождают крылатое потомство, которое может перелететь в новый дом.
В дополнение к внутренней стрессовой реакции, а также трансгенерационной, некоторые насекомые также передают друг другу свой стресс через тревожные феромоны. Это реакция на стресс в масштабах всего населения, и это происходит в основном у общественных насекомых, таких как муравьи, пчелы и термиты. (Другие насекомые, у которых нет очевидной социальной структуры, тоже выделяют тревожные феромоны, в том числе постельные клопы.)
В некоторых случаях, как и в случае с пчелами, феромон тревоги вызывает реакцию борьбы - когда пчела жалит человека или животное, которое кажется угрожающим, она выделяет химическое вещество, призывающее других пчел на свою сторону. В других случаях, как и в случае с постельными клопами, тревожные феромоны предупреждают своих собратьев, чтобы они убегали от угрозы.
Так как же исследователи могут использовать реакцию насекомых на стресс, чтобы контролировать их? Очевидный ответ - инсектицид. Некоторые химические вещества, например, могут воздействовать на гормональные или нервные пути - по умолчанию они влияют на реакцию насекомых на стресс, говорит Рамасвами.
Одним из примеров инсектицида на основе гормонов, который также действует как репеллент для некоторых насекомых, является химическое вещество под названием нооткатон, которое смешивается с октопамином, эквивалентом адреналина для насекомых, и заставляет тело насекомого впадать в перегрузку до тех пор, пока он умирает.
Другие тактики борьбы с вредителями используют феромоны тревоги насекомых против них. Исследование, проведенное в 2009 году в Университете штата Огайо, показало, что добавление синтетических феромонов, предупреждающих появление постельных клопов, повышает эффективность осушающих порошков, которые обезвоживают насекомых до смерти. Благодаря феромонам постельные клопы с большей вероятностью рассеиваются и увеличивают их контакт с порошками.
Дополнительное чтение:
Peric-Mataruga et al, «Нейрогормоны при стрессе насекомых: обзор», Arch. биол. науч., Белград, 58(1) 1-12 (2006)
Farooqui, «Обзор октопамина в нервной системе насекомых», Open Access Insect Physiology, (2012)