Οι φερομόνες
Οι φερομόνες είναι χημικές ουσίες που εκκρίνονται από το σώμα των ζώων, συμπεριλαμβανομένων και των εντόμων, και η έκκριση τους στοχεύει στην προσέλκυση συντρόφου (φερομόνες φύλου) ή μπορεί να λειτουργήσουν και ως προειδοποίηση για κάποιο κίνδυνο.
Στις νυχτοπεταλούδες τα θηλυκά παράγουν φερομόνες φύλου, οι οποίες προσελκύουν τα αρσενικά. Υπάρχουν περίπου 180000 είδη νυχτοπεταλούδας και πεταλούδας, ανά τον κόσμο, και τα περισσότερα επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας φερομόνες. Οι αρσενικές νυχτοπεταλούδες αντιλαμβάνονται τη μυρωδιά των θηλυκών από απόσταση αρκετών εκατοντάδων μέτρων. Οι μικρές διαφορές που υπάρχουν στη μυρωδιά των φερομονών των διαφόρων ειδών καθιστούν τα αρσενικά ικανά να εντοπίσουν το θηλυκό που ανήκει στο δικό τους είδος.
Οι ερευνητές του πανεπιστημίου του Lund έχουν δείξει ότι αλλαγές στη μυρωδιά των φερομονών που εκλύουν τα θηλυκά μπορεί να οδηγήσουν σε ειδογένεση. Τώρα οι επιστήμονες γνωρίζουν ποια αλλαγή συμβαίνει σε γενετικό επίπεδο. «Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι μια και μόνο μεταλλαγή που οδηγεί σε αντικατάσταση ενός πολύ σημαντικού αμινοξέος είναι αρκετή για τη δημιουργία ενός καινούργιου φερομονικού μίγματος.» λέει ο Christer Löfstedt, καθηγητής στο Department of Biology at Lund University.
Στην έρευνα συμμετέχουν κ Ιάπωνες επιστήμονες και επικεντρώνονται στο γένος Ostrinia μελετώντας ένα από τα γονίδια που ελέγχουν την παραγωγή φερομονών. Εκεί συμβαίνει η μεταλλαγή που οδηγεί σε αλλαγή ενός ενζύμου και τελικά την παραγωγή νέας οσμηρής ουσίας. Το ένζυμο αυτό εμπλέκεται στο μεταβολικό μονοπάτι μετατροπής λιπαρών οξέων σε αλκοόλες, οι οποίες αποτελούν βασικά συστατικά των φερομονών.
«Οι φερομόνες χρησιμοποιούνται ήδη για την καταπολέμηση παρασίτων.» λέει ο Christer Löfstedt. Ελπίζουμε να μπορούμε στο μέλλον να παράγουμε τις φερομόνες σε κύτταρα ζύμης και σε φυτά με χαμηλό κόστος και χωρίς επιβάρυνση του περιβάλλοντος από χημικούς ρύπους.
Συνθετικές φερομόνες χρησιμοποιούνται σήμερα για τον έλεγχο του πληθυσμού των εντόμων καθώς «μπερδεύουν» το έντομο και αποτρέπουν την αναπαραγωγή του ή διευκολύνουν την παγίδευσή του. Η δημιουργία όμως συνθετικών φερομονών στο εργαστήριο απαιτεί τη χρήση τοξικών ουσιών (αντιδραστηρίων) και οδηγεί αναπόφευκτα και στην παραγωγή επικίνδυνων παραπροϊόντων.
Η νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications, με τίτλο «A plant factory for moth pheromone production» και αποτελεί συνεργασία μεταξύ της ομάδας του Timothy Durrett, αναπληρωτή καθηγητή του πανεπιστημίου του Κάνσας, της ομάδας του Christer Löfstedt από το πανεπιστήμιο του Lund στη Σουηδία καθώς και ερευνητών από το Swedish University of Agricultural Sciences στοχεύει στην κατασκευή γενετικά τροποποιημένων φυτών που παράγουν και εκκρίνουν φερομόνες σαν αυτές που εκκρίνουν 2 συγκεκριμένα είδη νυχτοπεταλούδας. Η αξιοποίηση των φυτών ως εργοστασίων παραγωγής φερομονών θα αποτελέσει έναν φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο αντιμετώπισης των παρασίτων.
Το «φυτό εντομοπαγίδα»
Η έρευνα επικεντρώθηκε στις νυχτοπεταλούδες bird-cherry ermine moth και orchard ermine moth, οι οποίες τρέφονται από οπωροφόρα φυτά καταστρέφοντας το φλοιό τους. Ο Durrett βοήθησε τους Σουηδούς επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν ένζυμα από φυτά και νυχτοπεταλούδες ώστε τελικά να δημιουργήσουν ένα βιολογικό μονοπάτι που καθιστά τα φυτά ικανά να παράγουν τη φερομόνη φύλου των νυχτοπεταλούδων.
Όταν βρέθηκε ο τελικός συνδυασμός ενζύμων οι επιστήμονες τροποποίησαν κατάλληλα το φυτό Nicotiana benthamiana, ένα φυτό συγγενικό του καπνού, ώστε να γίνει το «εργοστάσιο παραγωγής φερομονών». Το αποτέλεσμα ήταν φυτά που μπορούσαν να «μιμούνται» τις φερομόνες των 2 ειδών νυχτοπεταλούδων. Οι Σουηδοί επιστήμονες έστησαν τις «παγίδες» τους για τις νυχτοπεταλούδες και είδαν ότι κάθε «φυτό-παγίδα» αιχμαλωτίζει περίπου 130 αρσενικές νυχτοπεταλούδες, αριθμό μικρότερο από αυτόν που πιάνει η συνθετική φερομόνη, ωστόσο θεωρούν το πρώτο αυτό εγχείρημα αρκετά αποτελεσματικό.
Ενδιαφέρουσα είναι η δήλωση του Durrett ότι «κανένα από τα ένζυμα που συνδυάσαμε δε θα αλληλεπιδρούσε με τα υπόλοιπα αυθόρμητα στη φύση, επομένως ήταν εντυπωσιακό το γεγονός ότι ο συνδυασμός αυτός τελικά λειτούργησε και είναι όσο πιο αποτελεσματικός γίνεται».
