Menu

Jak funguje fotoperiodický budík u hmyzu v diapauze?


Diapauza je zpomalení životních pochodů živočichů, k němuž dochází kvůli pravidelně se opakujícím příchodům nepříznivých podmínek prostředí. Diapauzu využívá mnoho druhů hmyzu i další živočichové, například ryby halančíci, k přetrvání období chladu nebo naopak horka, sucha, popřípadě období s nedostatkem potravy. Jde o složitý fyziologický proces, který spočívá v naprogramovaném zastavení vývoje a metabolismu.

Hmyz, který zvládne vytvořit několik generací během jednoho roku, může regulovat počet těchto generací pomocí fotoperiodických mechanismů. Zároveň ale u hmyzu neznáme molekulární podstatu takového „fotoperiodického budíku“. Výzkumníci působící na Biologickém centru AVČR a na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích využili výrazné diapauzy u modelového druhu ploštic ruměnice pospolné (Pyrrhocoris apterus) a prozkoumali jejich nymfy pátého instaru, které představují vývojové stádium nejvíce citlivé na fotoperiodu, tedy délku dne během 24 hodin.

 

Nymfy ruměnic vykazují změny chování a pohybů během období s krátkými dny, zatímco za dlouhých dnů nikoliv. Vědci zjistili, že se v hlavách těchto nymf cyklicky zapínají geny biologických hodin period a cycle, přičemž gen period je regulován i fotoperiodou. Když badatelé pomocí mechanismu RNA-interference vyřadili u nymf ruměnic gen cycle a další gen biologických hodin Clock, tak to vedlo k zablokování reprodukce dospělých samic ruměnic. Vyřazení těchto genů také vedlo k produkci zásobního proteinu hexamerinu. Výsledky výzkumu ukazují, že geny cirkadiánních hodin zřejmě hrají významnou roli ve fungování fotoperiodického budíku a spouštění diapauzy u hmyzu.

Kotwica-Rolinska, J., Pivarčiová, L., Vaněčková, H., Doležel, D. 2017. The role of circadian clock genes in the photoperiodic timer of the linden bug Pyrrhocoris apterus during the nymphal stage. Physiological Entomology online 19. 5. 2017.

Kontakt: Mgr. David Doležel, Ph.D. (david.dolezel at entu.cas.cz)