Кіріспе
Скарабейдің түрі Melolontha hippocastani, солтүстік кокчафері – Еуразияға тән скарабей қоңызының бір түрі, ареалы Батыс Еуропадан Қытайдың Тынық мұхиты жағалауына дейін созылады. Бұл Melolontha туысының бірнеше түрінің бірі, олардың ішінде кәдімгі кокчафер (Melolontha melolontha) және Melolontha pectoralis та бар, бірақ әдетте солтүстік ендіктерінде немесе оңтүстікке қарай таулы орманды жерлерде кездеседі. M. hippocastani-де жыныстық феромон ретінде қызмет ететін қосылысты және оның әрекет ету механизмін анықтау үшін зерттеулерде әртүрлі қосылыстар талданды. Бір зерттеуде M. hippocastani-де жұптасу мінез-құлқының еркектердің иіс сезу сигналдары, мысалы, жасыл жапырақтардың ұшқыш заттары және 1,4-бензохинон арқылы аналықтарды табуға байланысты екені анықталды, сондай-ақ түрдің жыныстық диморфизмі де маңызды. Аталық және аналық екеуінде де 1,4-бензохинон бар, бірақ зерттеулер көрсеткендей, аналықтардан алынған экстракт аталықтардан алынған экстрактқа қарағанда көбірек қонуға себеп болды. Бұл нәтиже әр жыныстағы 1,4-бензохинон мөлшерін одан әрі талдауға әкелді, нәтижесінде аналықтарда оның деңгейі жоғары екені анықталды, бұл оның еркектерді тартудағы рөлін көрсетеді. Артроподтарда қорғаныс функциясымен танымал бұл қосылыс M. hippocastani-де жыныстық феромонға айналған деп болжанады. Осылайша, зерттеулер бензохинондардың жұптасу үшін тартушы және қорғаныс функцияларын бірдей атқаратынын көрсетеді. M. hippocastani популяциясын бақылауға арналған семиохимиялық әдістерді әзірлеу үшін басқа қосылыстардың рөлін зерттеу жұмыстары жалғасуда.
Melolontha hippocastani, the northern cockchafer, is a species of scarab beetle native to Eurasia, with its range spanning from Western Europe to the Pacific coast of China. It is one of several species in the genus Melolontha known as cockchafers, alongside the common cockchafer (Melolontha melolontha) and Melolontha pectoralis, but generally at more northern latitudes, or at higher altitudes in upland woods further south. A variety of compounds have been analysed in research to identify which compound serves as a sex pheromone in M. hippocastani, and the mechanism by which it takes action. One research study determined that mate finding behaviour in M. hippocastani is driven by males locating females using olfactory cues such as green leaf volatiles and 1,4 benzoquinone, along with the species' sexual dimorphism. Both males and females contain 1,4 benzoquinone; however studies showed that female extracts provoked a higher number of landings than male extracts. This finding led to further analysis on the quantities of 1,4 benzoquinone in each sex, which were found to be higher in females, suggesting its role in attracting males. This compound, known for its defense function in arthropods, is hypothesised to have evolved into a sex pheromone in M. hippocastani. Thus, research suggests a dual function of benzoquinones as both mate attractants and defense compounds. Further research is exploring other compounds' roles to develop semiochemical based methods for controlling M. hippocastani populations.
(Z) -3-гексен-1-олдың рөлі
Қосымша зерттеулер жаңа зақымдалған жапырақтардан шығатын ұшқыш заттардың ескі зақымдалған жапырақтардан шығатындарына қарағанда еркектерге көбірек тартымды екенін анықтады. Жаңа зақымдалған жапырақтардан шығатын ұшқыш заттарды талдау нәтижесінде әдеттегі жапырақ альдегидтері анықталды, ал ескі зақымдалған жапырақтар негізінен (Z)-3-гексенол-1 және (Z)-3-гексенил ацетатын бөліп шығарды. Осылайша, өсімдіктердің ұшқыш заттары мен жыныстық феромондарының үйлесімі еркектерге ағаштарда тамақтанатын аналарды табуға көмектеседі, осылайша жұптасу мінез-құлқы жеңілдеді.
Физиологиясы
Бұл қоңыздар жыныстық феромондарды пайдаланып жұптасу әдісін нақты физиологиялық ерекшеліктер арқылы іске асырады. Мелолонтиналардың жыныстық феромон бездері құрсақ ұшынан сыртқа шығады.
Өмірлік цикл
Ересекті M. hippocastani ұрғашысы топыраққа жұмыртқа салғаннан кейін, дернәсілдері 36 ай жер астында өсімдік тамырларын жеп өседі.
Микробиомы
M. hippocastani-де тамақтану және ас қорыту ішектерінде мекендейтін микробтық симбионттар арқылы жеңілдетіледі. M. hippocastani личинкаларының ішектері екі үлкен бөліктен тұрады: түтікшелі орта ішек және кеңейтілген артқы ішек. Орта ішек сілтілік және тотықтырғыш ортаға гидролиттік ферменттерді бөліп шығарады, бұл бактерия түрлерінің дамуына қауіп тудырады. Артқы ішек – анаэробты ашытуға бейімделген кеңейтілген орган. Екі аймақта да әртүрлі бактериялық қауымдастықтар кездеседі, олар ішек pH деңгейін өзгертуге, өсімдіктердің аллелохимиялық заттарын заласыздандыруға және микробтық қауымдастықтың құрылымын сақтауға жауапты. Атап айтқанда, бұл микроорганизмдер лигноцеллюлоза және ксилан сияқты ағаш тәрізді тағамдық компоненттерді ыдыратуда маңызды рөл атқарады. M. hippocastani личинкалары мен ересек организмдерінің микробиоталарын салыстырғанда, личинкалардың микробиотасы қатал жағдайларға ие болғанымен, ересектерге қарағанда бай және әртүрлі бактериялық қауымдастыққа ие болды. Бактериялық филотиптердің негізгі тобы личинкалар мен ересектер арасында ортақ, бұл әртүрлі тамақтану әдеттеріне қарамастан, белгілі бір тұрақтылықты көрсетеді. Тағам немесе топырақтан келген бактерия түрлері мен ішектегілер арасында аздаған ғана сәйкестік байқалды, бұл бактериялық әртүрліліктің жұтылу кезінде минималды өзгеріске ұшырайтынын көрсетеді. Личинкалардан алынған кейбір изоляттарда ас қорытумен байланысты ферменттік қасиеттер анықталды. Бұл симбиоздық қарым-қатынас микроорганизмдердің барлық организмдердегі ас қорыту процестеріндегі маңыздылығын көрсетеді.
Адамдармен өзара іс-қимыл
Бұл кеміргіштердің паразиттік табиғаты жапырақтарының кең ауқымына зақым келтірді, бұл олардың зиянды әсерін азайту және осы кеміргіштердің табиғи ортасын қорғау үшін M. hippocastani-ді зерттеуді қажет етті. Мысалы, Оңтүстік Германияның кейбір аймақтарында, атап айтқанда Гессен, Рейнланд-Пфальц және Баден-Вюртемберг штаттарында, M. hippocastani-дің жаппай көбеюі 30-40 жыл сайын байқалады, бұл сәуір мен мамыр айларында жапырақтарды жейтін ересек кеміргіштерден зақым тудырады. Дегенмен, бұл зақым маусым айындағы екінші өсу кезеңінде толығымен өтелуі мүмкін. Керісінше, орман топырағында 3-4 жыл бойы дамыған личинкалар тамырларды жеу арқылы жас ағаштарға ауыр және ұзақ мерзімді зақым келтіреді. Францияның Солтүстік-Шығысында, әсіресе Вогез тауларында, M. hippocastani популяциясы 2007 жылдан бері эпидемиялық деңгейде, және личинкалардың жоғары тығыздығы тіркелді, бұл орман шаруашылығындағы өлім-жітім қаупін арттырады. Осылайша, бұл кеміргіштер емен ағаштары өсетін орманға зор экономикалық және экологиялық зиян келтіруі мүмкін. Бұл зиянкестерді басқару бойынша жан-жақты зерттеулер жалғасуда. Атап айтқанда, зерттеулер көрсеткендей, тығыз бұталы қабаты бар орман жұмыртқа шоғырларының тығыздығына және топырақтағы жұмыртқалардың санына теріс әсер етеді, ал ашық шатыры және емен ағаштарының базалық ауданының үлесі бар орман оң әсер етеді. Тығыз бұталардың M. hippocastani-дің топыраққа жұмыртқа салу қабілетіне әсері туралы кейбір теорияларға мыналар жатады: бұталардың өткірмейтін тосқауыл ретінде әрекет етуі, кеміргіштердің ұшуының дәлсіздігі және қоршаған ортаны сезу үшін иіс сезуді пайдалануы. Бұл әдістер орманға келтірілген зиянды азайту үшін жұмыртқа салу үлгілерін түсінуге көмектеседі.