„Geselligkeit“ von Heuschrecken: Soziale Interaktionen fördern die Aggregation

In einer im veröffentlichten Studie Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften Am 5. September haben Forscher unter der Leitung von Prof. Kang Le von den Beijing Institutes of Life Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ein tiefes Verständnis der „Geselligkeit“ einzelner Heuschrecken geliefert und erklärt, wie ein Pheromon die Bildung von Heuschreckengruppen beeinflusst.

Heuschrecken gehören zu den zerstörerischsten Schädlingen in der Landwirtschaft, da sie große Schwärme bilden können, die den Ernten enormen Schaden zufügen. Der Übergang von einzeln lebenden Heuschrecken mit geringer Dichte zu geselligen Heuschrecken mit hoher Dichte ist die biologische Grundlage für die Schwarmbildung und den Ausbruch von Heuschreckenplagen. Die Mechanismen, durch die einzelne Heuschrecken einen Phasenwechsel durchlaufen und Aggregation und kollektives Verhalten zeigen, sind jedoch nicht gut verstanden.

Im Jahr 2020 identifizierte Dr. Kangs Team das Heuschreckenaggregationspheromon 4-Vinylanisol (4VA) mithilfe mehrerer Ansätze. 4VA wird ausschließlich von geselligen Heuschrecken freigesetzt, kann aber auch einzelne Heuschrecken anlocken und rekrutieren. Kann 4VA den Verhaltensübergang von Einzelheuschrecken zu Herdenheuschrecken beeinflussen, die dann große Schwärme bilden und langfristige Wanderungen unternehmen können?

In dieser Studie untersuchte Kangs Team die Rolle von 4VA bei der Verhaltensplastizität von Heuschrecken, indem es die Verhaltensänderungen von Einzelheuschrecken in Gegenwart und Abwesenheit von 4VA untersuchte. Sie fanden heraus, dass einzeln lebende Heuschrecken in der Regel 48 bis 72 Stunden zusammenhalten mussten, um geselliges Verhalten zu zeigen. Durch die Einwirkung von 4VA konnte diese Übergangszeit jedoch deutlich auf nur 24 Stunden verkürzt werden.

Wenn RNA-Interferenz (RNAi) auf den Geruchsrezeptor OR35 angewendet wurde, der für die Erkennung von 4VA verantwortlich ist, waren einzeln lebende Heuschrecken nicht in der Lage, die Verhaltensphasenänderung einzuleiten, und gesellige Heuschrecken waren nicht in der Lage, ihr geselliges Verhalten beizubehalten – stattdessen zeigten sie ein ähnliches Verhalten wie einzeln lebende Heuschrecken .

Um die Mechanismen hinter der Regulierung der Verhaltensveränderung von Heuschrecken durch 4VA weiter zu untersuchen, entwickelten die Forscher ein multiindividuelles Verhaltenstestsystem, um soziale Interaktionen zwischen Heuschreckenindividuen zu bewerten. Sie zeigten eine positive Korrelation zwischen vier Parametern, die die soziale Interaktion und das Verhalten während des Crowd-Prozesses darstellen.

Die Einbeziehung von 4VA erhöhte die Neigung zu Nähe und Körperkontakt zwischen Artgenossen erheblich, insbesondere zu wichtigen Berührungen wie Aufsteigen und Spreizen, und erleichterte so den schnellen Übergang von „einsamen“ zu „geselligen“ Heuschrecken. Diese Ergebnisse veranschaulichen, dass 4VA den Verhaltensphasenübergang von Heuschrecken beeinflusst, indem es soziale Interaktionen zwischen Heuschrecken moduliert.

Diese Studie erläutert die Rolle von 4VA als chemischer sensorischer Faktor, der den Übergang vom Einzelgänger- zum Herdenverhalten bei Heuschrecken steuert. Es bietet Einblicke in die Plastizität des Verhaltens von Heuschrecken, die Populationsdichte und die fortschreitende Natur der Heuschreckenaggregation und enthüllt so den faszinierenden „sozialen Code“ hinter der Insektenaggregation.

Da diese Ergebnisse unser Verständnis darüber verbessern, warum sich Heuschrecken ansammeln und anschließend Plagen verursachen, sind sie wichtig für die Entwicklung umweltfreundlicher Maßnahmen zur Heuschreckenbekämpfung und den genauen Zeitpunkt der Maßnahmen zur Heuschreckenbekämpfung.