Электрофизиологические исследования

Электроантеннограмма. Значительно более удачными оказались исследования потенциалов антенн насекомых. Если к дистально-му и проксимальному концам антенн присоединить электроды, то при раздражении струей запаха регистрируется медленный потенциал— электроантеннограмма (ЭАГ), причем вершина антенны становится электроотрицательной по отношению к ее основанию. Амплитуда ЭАГ определяется концентрацией пахучего вещества в струе воздуха, форма — видом вещества. Наркотизация приводит к исчезновению ответа. Запах полового аттрактанта вызывает ЭАГ только у самцов Bombyx mori. Медленные потенциалы позже были зарегистрированы от антенн других чешуекрылых, а также от антенн термитов, тараканов и жуков при раздражении их запахами пищевых субстратов.
Так же, как и в чувствительных клетках контактных хеморецепторных сенсилл, в момент действия химического стимула в периферических отростках обонятельных клеток развивается депо-лиризация — генераторный потенциал. На антеннах насекомых, особенно самцов чешуекрылых, воспринимающих половые аттрак-танты, локализованы тысячи сенсилл одного типа с рецепторными клетками, воспринимающими данный запах. Суммирование генераторных потенциалов, одновременно возникающих в множестве чувствующих клеток, формирует электроантеннограмму. Когда ольфакторные сенсиллы равномерно распределены по поверхности антенны, форма ЭАГ соответствует форме генераторного потенциала отдельной клетки.
С помощью ЭАГ удалось получить данные по специфичности полового аттрактанта у различных видов бабочек. Оказалось, что у представителей семейства сатурний половые аттрактанты самок не имеют видовой специфичности. Антенны самцов Hyalophora prometea, Н. galleta, Philosamia cynthia реагировали на половой аттрактант, взятый от любой самки этих трех видов. Однако половые аттрактанты самок данных видов бабочек не вызывали ответа в антеннах самцов Bombyx mori, и, в свою очередь, половой аттрактант самки Bombyx mori не действовал на антенны самцов сатурний.
Оригинальное исследование по определению специфичности реакций самцов бабочек-сатурний на половые аттрактанты самок было проведено Е. Преснером в 1968 г., который использовал в качестве критерия ЭАГ самцов бабочек. У каждого из самцов 104 видов сатурний были зарегистрированы ЭАГ в ответ на действие запахов половых аттрактантов, полученных из самок тех же 104 видов. У большинства видов максимальный ответ ЭАГ наблюдался на запах самки своего вида и нескольких близких видов, т. е. реакция была неспецифической. Лишь 5 видов из 104 имели максимальный ответ антенн самцов только на запах самки своего вида. Специфический запах имели самки Aglia iau из Средней Европы, Hamileuca eglanteruna — из США, Antheraea yamamai — из Японии и с Дальнего Востока, Gunanisa maja — из Кении и Loepa katinka — из Индии. Их половой аттрактант вызывал максимальную ЭАГ только у самцов своего вида. Однако самцы двух первых видов реагировали максимальной ЭАГ не только на запахи самок своего вида, но и на запахи самок atheroma brissotii и Eacles magnifica.
Хотя запах полового аттрактанта самки может стимулировать самцов своего и других видов, он никогда не действует на самок своего и любого другого вида.
Известны случаи использования ЭАГ в испытаниях репеллентов против тараканов и при анализе некоторых природных запахов, являющихся для насекомых пищевыми аттрактантами. Так, в процессе регистрации ЭАГ у 50 видов пчел при раздражении запахами экстрактов 11 видов орхидей оказалось, что максимальная амплитуда ЭАГ соответствовала запаху того вида орхидей, для которого данная пчела была опылителем.
Методика регистрации ЭАГ широко используется при тестировании половых аттрактантов насекомых. Определение эффективности фракций экстрактов пахучих желез, промежуточных и окончательных продуктов синтеза половых аттрактантов у многих совок и листоверток, некоторых жуков и клопов проводилось с использованием ЭАГ. В последние годы препараты антенн или целых насекомых соединяют с выводной системой газожидкостных хроматографов, на которых производится разделение экстрактов половых аттрактантов. Параллельно с записью результатов фракционирования производится запись ЭАГ, что позволяет уже в процессе анализа дифференцировать активные фракции экстракта.
По амплитуде ЭАГ удалось количественно обозначить разницу в реакциях самцов тутового шелкопряда Bombyx mori на запахи полового аттрактанта и его гомологов. Максимальная чувствительность наблюдалась только при раздражении антенн самца синтетическим половым аттрактантом — бомбиколом (гексадека-диен-10-транс-12-цис-ол-1). Изменение геометрии молекулы — использование \0-цис-12-трансизомера — снижает чувствительность в 100 раз. Спирт с одной двойной связью еще в меньшей степени раздражает рецепторы антенны, а чувствительность к полностью насыщенному гексадеканолу-1 в миллион раз ниже, чем к половому аттрактанту.







Материалы

Яндекс.Метрика