A hangyák világa illatokra épül – ez nem újdonság az entomológusok számára, de most olyan genetikai trükkre derült fény, amely agrárszemmel nézve is izgalmas lehetőségeket rejt. A kutatók felfedezték, hogyan képesek ezek az apró rovarok neurononként egyetlen szagreceptort aktiválni, így különösen kifinomult módon érzékelik a környezetük kémiai jeleit. Az új felismerések nemcsak a rovarok evolúcióját segítenek megérteni, hanem a precíziós mezőgazdaság új irányait is kijelölhetik.


A hangyák szaglása: agrár szempontból sem elhanyagolható

A mezőgazdaságban egyre fontosabbá válik a biológiai megfigyelés, különösen a kártevők és a természetes ellenségeik nyomon követése. A hangyák – különösen a ragadozó fajok – természetes kártevő-szabályozó szerepük miatt kiemelt figyelmet kapnak az integrált növényvédelemben. E fajok pontos és szelektív szaglása kulcsfontosságú abban, hogyan találják meg zsákmányukat vagy hogyan reagálnak a növények által kibocsátott illatanyagokra.

Egy új kutatás szerint a klonális fosztogató hangya (Ooceraea biroi) egy különösen kifinomult genetikai mechanizmust alkalmaz a szaglás szabályozására. A kutatók az RNS-szekvenálás és lokalizációs technikák segítségével mutatták ki, hogy

minden egyes neuron csak egyetlen szaglóreceptort aktivál, mégpedig úgy, hogy közben elnyomja a szomszédos gének működését. Ez lehetővé teszi a pontos illatérzékelést és a bonyolult kémiai kommunikációt.


hangya

Fotó: Pixabay

Genetikai védelem a zavaró illatjelek ellen

A hangyák több száz szaglóreceptor-génnel rendelkeznek – ez nagyságrendekkel több, mint például a gyümölcslegyek esetében. E géncsoportok gyakran zsúfoltan helyezkednek el egymás mellett a genomban, ami fokozott kockázatot jelent a több receptor egyidejű bekapcsolására. A kutatás azonban kimutatta, hogy a hangyák speciális RNS-transzkripciós mechanizmussal „elcsendesítik” a nem kívánt receptorokat.

A neuronok olyan RNS-eket hoznak létre, amelyek nem hagyják el a sejtmagot, és ezek révén gátolják meg más gének aktiválódását. Ezzel a mechanizmussal minden szaglósejt csak egyféle illatmolekulára válik érzékennyé – ami precíziós érzékelést biztosít.

Tanulságok az agrárium számára

Ez a biológiai mechanizmus nem csupán tudományos kuriózum. Ha a mezőgazdaságban alkalmazható bioszenzorokat fejlesztünk, érdemes lehet hasonló „egy-receptoros” rendszereket alapul venni.

Képzeljük el, hogy a jövőben olyan rovaralapú vagy mesterséges szenzorokat használhatunk, amelyek képesek egy-egy adott növényi illatanyagot – például stresszferomonokat vagy kórokozók jelenlétét jelző molekulákat – célzottan érzékelni. A hangyák szaglásának szabályozása mintául szolgálhat az ilyen eszközök megalkotásához.

Emellett a természetes kártevőirtásban szerepet játszó hangyafajok viselkedésének jobb megértése hozzájárulhat a célzott biológiai védekezési stratégiák kidolgozásához. Ha tudjuk, mely szagokra érzékenyek, manipulálhatjuk környezetüket úgy, hogy hatékonyabban tartsák távol a kártevőket a haszonnövényektől.



Nem csak a hangyákra jellemző

A kutatók hasonló genetikai mintázatokat találtak más rovaroknál is, például a mézelő méhnél és az indiai ugróhangyánál. Ez arra utal, hogy ez a precíziós szagérzékelési rendszer szélesebb körben elterjedt lehet a rovarvilágban – különösen azoknál a fajoknál, amelyek gazdag szaglóreceptor-készlettel rendelkeznek. Mindez tovább növeli a lehetőségek körét a mezőgazdasági alkalmazásokban.

A természetes evolúció előnyei az agrárinnovációban

A kutatásból az is kiderül, hogy a hangyák szaglórendszere rendkívül gyorsan képes alkalmazkodni új környezeti feltételekhez. Ez a genetikai rugalmasság lehetőséget ad arra, hogy a rovarok – és az általuk ihletett technológiák – folyamatosan fejlődjenek és reagáljanak a változó agrárkörnyezetre. Ez inspirációt nyújthat olyan új növényvédelmi megoldások kifejlesztéséhez, amelyek természetes rendszereken alapulnak, de technológiai eszközökkel fokozhatók.

Forrás: earth.com

Indexkép: Pixabay