Биоорганическая химия, 2021, T. 47, № 5, стр. 583-592

ВВЕДЕНИЕ

Со времени установления химической природы первого полового феромона и осуществления его синтеза немецкими биохимиками во главе с А. Бутенандтом интерес к исследованию феромонных систем животных растет с каждым годом [1]. Открытие Бутенандта доказало, что обонятельные сигналы дискретны, имеют молекулярную основу, а значит, могут быть идентифицированы и искусственно воссозданы. Однако трудности, связанные с точным воспроизведением феромонного сигнала вследствие чрезвычайно высокой биологической активности и, как правило, многокомпонентности половых феромонов, существенно усложняют их изучение и получение в лабораторных условиях [2, 3]. В связи с этим перспективным выступает создание на основе доступного сырья синтетических аналогов половых феромонов – половых аттрактантов (веществ, привлекающих и/или возбуждающих особей одного из полов, но не присутствующих или пока не найденных в феромонных железах животного этого вида). При этом на первый план выходит прогнозирование молекулярной структуры аттрактантов на основе обобщения и систематизации имеющихся данных о химическом составе и строении природных половых феромонов. Рядом авторов была установлена достоверная связь между структурой аттрактивных веществ и систематическим положением некоторых групп Insecta, в частности Lepidoptera. Было показано, что существует определенная система в распространении привлекающих молекул внутри таксонов [4–6]. Выявленные закономерности необходимо рационально использовать при направленном синтезе аттрактантов, т.к. это позволит с большой долей вероятности не только предсказывать их молекулярную структуру, но и определять в дальнейшем тактику полевого скрининга.

Для нашего исследования было выбрано семейство Zygaenidae (Insecta, Lepidoptera), представители которого осуществляют поиск особей противоположного пола, используя как визуальные сигналы [7], так и половые феромоны [8]. В семействе Zygaenidae есть как редкие, охраняемые виды, так и вредители сельского (виноградарство, садоводство) и лесного хозяйства, в частности Illiberis (Primilliberis) pruni Dyar, 1905, Hedina tenuis (Butler, 1877), Theresimima ampellophaga (Bayle-Barelle, 1808), Rhagades (Rhagades) pruni (Denis & Schiffermüller, 1775). Часто встречающиеся виды рода Zygaena благодаря своей яркой, хорошо заметной окраске и дневному образу жизни могут быть выбраны в качестве удобных биоиндикаторов в экологических исследованиях для оценки благополучия окружающей среды. В настоящее время семейство Zygaenidae включает более 1000 видов и представлено пятью подсемействами: Inouelinae Efetov & Tarmann, 2017; Procridinae Boisduval, 1828; Chalcosiinae Walker, 1865; Callizygaeninae Alberti, 1954 и Zygaeninae Latreille, 1809 [9–16]. Однако структура половых феромонов и аттрактантов выяснена только для небольшого числа видов у двух из пяти подсемейств (Zygaeninae и Procridinae). Все известные аттрактивные молекулы у Zygaenidae принадлежат к классу сложных эфиров. Для Zygaeninae привлекающей способностью обладают эфиры уксусной кислоты и жирных алифатических ненасыщенных спиртов, а для Procridinae – эфиры втор-бутилового спирта и жирных ненасыщенных кислот [17–26].

Цель данного исследования – синтез новых половых аттрактантов Procridinae (R- и S-энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата) и изучение их биологической активности путем полевых испытаний в условиях агробиоценозов и естественных биотопов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ литературных данных о составе и строении известных половых феромонов и половых аттрактантов Zygaenidae позволил выделить несколько особенностей химической структуры, присущих всем аттрактивным молекулам Procridinae: 1) принадлежность к классу сложных эфиров, образованных бутанолом-2 и моноеновой жирной кислотой; 2) наличие двойной связи с цис-конфигурацией в кислотном радикале у седьмого или девятого атомов; 3) содержание четного количества атомов углерода (12 или 14) в кислотном радикале; 4) наличие одного хирального центра в спиртовом радикале [27, 28]. Таким образом, потенциальными половыми аттрактантами Procridinae могут быть R- и S-энантиомеры втор-бутилдодецен-2-оата, отвечающие практически всем перечисленным требованиям, за исключением расположения двойной связи у второго атома углерода в ацильном радикале. Синтез данных эфиров был осуществлен из бутанола-2 и лауриновой кислоты (см. “Эксперим. часть”). Существенное преимущество предлагаемой схемы синтеза заключается в ее относительной простоте и малостадийности.

Аттрактивные свойства рацемической смеси R- и S-энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата. В 2013 и 2014 гг. тестирование рацемической смеси R- и S-энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата (запатентованное название EFETOV-2) проводили только в Крыму в различных биотопах, известных как местообитания видов Zygaenidae. В 2015–2019 гг. полевые эксперименты выполняли дополнительно в других странах мира. Полученные результаты подтвердили выдвигаемую нами гипотезу об аттрактивности втор-бутилдодецен-2-оата. Было установлено, что EFETOV-2 – половой аттрактант для самцов 20 видов Procridinae. При этом в контрольных ловушках (содержащих резиновую пробку, не пропитанную аттрактантом) за все время наблюдений не было обнаружено ни одного представителя Zygaenidae. Относительно высокая аттрактивность EFETOV-2 показана для 13 видов Procridinae: Theresimima ampellophaga (Bayle-Barelle, 1808) [29–33], Adscita (Procriterna) subtristis (Staudinger, 1887) [34], Adscita (Adscita) alpina (Alberti, 1937) [35], Adscita (Adscita) italica (Alberti, 1937) [35], Adscita (Adscita) statices (Linnaeus, 1758) [30, 36], Adscita (Adscita) geryon (Hübner, 1813) [37], Adscita (Tarmannita) mannii (Lederer, 1853) [35], Adscita (Tarmannita) bolivari (Agenjo, 1937) [38], Jordanita (Tremewania) notata (Zeller, 1847) [37], Jordanita (Tremewania) splendens (Staudinger, 1887) [34], Jordanita (Jordanita) graeca (Jordan, 1907) [29, 37], Jordanita (Praviela) anatolica (Naufock, 1929) [39] и Jordanita (Praviela) rietzschi Keil, 2016 [40].

Самая высокая аттрактивность EFETOV-2 была отмечена для самцов J. (T.) notata. Среднее количество отловленных самцов одной ловушкой в неделю – 30.53 ± 9.60. Максимальная наполненность ловушки за неделю составляла 56 особей, что соответствовало практически полной насыщенности липкого слоя (рис. 1) [37].

Рис. 1.

Ловушка с аттрактантом EFETOV-2 с 56 отловленными самцами Jordanita (Tremewania) notata. Крым, окр. г. Белогорск, гора Сары-Кая, 01.06.2014.

Самцы семи видов Procridinae: Rhagades (Wiegelia) amasina (Herrich-Schäffer, 1851) [39], Rhagades (Rhagades) pruni ([Denis & Schiffermüller], 1775) [37], Adscita (Adscita) obscura (Zeller, 1847) [39], Adscita (Adscita) dujardini Efetov & Tarmann, 2014 [35], Jordanita (Jordanita) globulariae (Hübner, 1793) [29, 30, 37], Jordanita (Solaniterna) subsolana (Staudinger, 1862) [30] и Goazrea lao Mollet, 2016 – обнаруживались в ловушках при их контроле и/или подлетали к приманкам с EFETOV-2, но в количестве 1–2 особей. Объяснение этому явлению было найдено позже, когда для полевых экспериментов стали использовать приманки с EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2, содержащие не смесь R- и S-энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата, а каждый из них по отдельности.

В ходе экспериментов c EFETOV-2 мы наблюдали два разных типа поведенческих ответов привлекаемых особей. Самцы таких видов, как Th. ampellophaga и J. (T.) notata, не только подлетали к аттрактанту, но и накапливались в больших количествах на клеевых вкладышах ловушек с приманками. Представители других видов, например, A. (А.) geryon и J. (J.) graeca, хоть и подлетали на близкое расстояние к переносным приманкам, проявляя типичное брачное поведение, характерное для самцов Procridinae, но в стационарных ловушках либо отсутствовали, либо обнаруживались в единичных экземплярах [37]. Объяснений может быть несколько. Во-первых, в воздушном пространстве внутри ловушки может создаваться слишком высокая концентрация аттрактанта, дезориентирующая самцов. Вероятно, именно поэтому в 2014 г. две “свежеприготовленные” приманки с аттрактантом EFETOV-2 привлекали только до четырех самцов A. (А.) geryon, которые в течение первых 15–20 мин эксперимента подлетали к резиновым пробкам на близкое расстояние 5–20 см. В то же время в 2016 и 2018 гг. мы наблюдали уже активное “роение” самцов A. (А.) geryon (до 60 особей) вокруг тех же двух приманок. Скорее всего, длительное хранение могло вызвать существенное снижение концентрации аттрактанта за счет его испарения и, как следствие, повышение эффективности приманок с EFETOV-2 по привлечению самцов указанного вида. Во-вторых, хорошо известно, что половые феромоны самок многих видов многокомпонентны [1], что не исключено и для самок A. (А.) geryon и J. (J.) graeca. Тогда R- и S-энантиомеры втор-бутилдодецен-2-оата, входящие в состав аттрактанта EFETOV-2, могут быть структурно похожи на минорные соединения природной феромонной композиции этих видов. В любом случае, необходимо проведение дополнительных исследований по оценке биологической активности EFETOV-2 в отношении указанных видов с разными конструкциями ловушек, дозами аттрактанта и комбинациями его компонентов.

Для A. (P.) subtristis, A. (A.) alpina, A. (A.) italica, A. (A.) statices, A. (A.) dujardini, A. (T.) bolivari, J. (T.) splendens, Rh. (W.) amasina и J. (S.) subsolana половой аттрактант был обнаружен впервые. Кроме того, применение приманок с EFETOV-2 дало возможность открыть два новых для науки вида Procridinae: Goazrea lao Mollet, 2016 (обитает в Лаосе и Таиланде) [27, 28] и Jordanita (Praviela) rietzschi Keil, 2016 (обитает в Иране) [27, 28, 40]. Наконец, полевой скрининг аттрактанта EFETOV-2 в разных странах мира позволил расширить границы ареала некоторых видов. Так, J. (J.) globulariae была впервые обнаружена в Турции [30], Th. ampellophaga – в Албании [32] и на полуострове Халкидики (Греция) [31]. Ранее достоверных сведений о присутствии этих видов в указанных регионах не было. В Македонии Th. ampellophaga с помощью аттрактивных приманок была найдена в первый раз за последние 80 лет [33]. Эти факты указывают на высокую чувствительность и эффективность EFETOV-2 как полового аттрактанта, поскольку он позволяет обнаруживать популяции целевых видов даже с низкой плотностью.

Аттрактивность R- и S-энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата. С 2015 г., после подтверждения аттрактивности рацемической смеси R- и S‑энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата для самцов ряда видов Procridinae, полевые испытания были продолжены с каждым изомером по отдельности: (R)-втор-бутилдодецен-2-оатом (аттрактант EFETOV-S-2) и (S)-втор-бутилдодецен-2-оатом (аттрактант EFETOV-S-S-2). Приманки сначала тестировали в Крыму. Только после получения положительных результатов сравнительный скрининг синтетических половых аттрактантов проводили в других странах мира.

В обобщенном виде итоги экспериментов, выполненных в Крыму (Россия), представлены в табл. 1. Самцы шести видов Procridinae активно реагировали на тестируемые приманки. Причем были отмечены три различных варианта реакции самцов на аттрактанты EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2: 1) Th. ampellophaga, J. (T.) notata, J. (J.) globulariae и J. (S.) subsolana успешно отлавливались ловушками с EFETOV-S-2 и полностью игнорировали таковые с EFETOV-S-S-2; 2) Rh. (Rh.) pruni активно реагировали на аттрактант EFETOV-S-S-2, а на липких слоях ловушек с EFETOV-S-2 обнаруживались лишь единичные особи; 3) J. (J.) graeca регистрировались в ловушках как с EFETOV-S-2, так и EFETOV-S-S-2, но в количестве не более 1–2 особей в одной ловушке.

Результаты полевого скрининга аттрактантов EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2, полученные в Крыму, нашли дальнейшее подтверждение во время наших исследований в других странах мира. Так, в ловушки или к переносным приманкам с EFETOV-S-2 привлекались самцы Th. ampellophaga в Турции [30], J. (J.) globulariae – в Италии [35], а J. (S.) subsolana – в Австрии, Италии [35] и Турции [30, 39]. При этом к приманкам c EFETOV-S-S-2 самцы этих видов были индифферентны, что подтверждает итоги крымских экспериментов. Однако если в Крыму самая высокая аттрактивность EFETOV-S-2 была отмечена для J. (T.) notata (показатели отловов доходили до 31.42 ± 17.25 самцов на ловушку в неделю в 2015 г.), то в Италии самая высокая эффективность EFETOV-S-2 как полового аттрактанта была отмечена для самцов J. (S.) subsolana (в течение 30 мин к одной приманке могли подлетать более 100 возбужденных особей). Именно благодаря применению EFETOV-S-2 стало возможным открыть новые локалитеты этого вида в трех провинциях Италии [35].

В отличие от указанных видов, наиболее сильными аттрактивными свойствами для Rh. (Rh.) pruni обладает EFETOV-S-S-2 (средние значения отловов в Крыму достигали 15.47 ± 7.21 самцов на ловушку в неделю в 2017 г.). Этот факт был подтвержден экспериментами в Италии, где только с помощью данного аттрактанта стало возможным обнаружить популяции вида впервые с 1906 г. [35], и Испании, где вид также считается очень редким и не регистрировался более четверти века [38]. Кроме того, в Испании к половому аттрактанту EFETOV-S-S-2 был привлечен еще один очень редкий эндемичный вид Rhagades (Wiegelia) predotae (Naufock, 1930), ранее известный лишь по единичным экземплярам, хранящимся в музейных коллекциях [38]. Применение полового аттрактанта дало возможность обнаружить популяцию этого вида в провинции Куэнка на востоке Испании, а впоследствии описать биологию этого вида [41]. Наконец, в Турции, в Центральной Анатолии, самцы еще одного вида данного рода, а именно Rh. (W.) amasina, накапливались на липких слоях ловушек с приманками EFETOV-S-S-2, полностью игнорируя таковые с EFETOV-S-2 [39]. Следует отметить, что в Восточной Фракии (европейская часть Турции) дважды регистрировались одиночные самцы Rh. (Rh.) pruni в ловушках с EFETOV-S-2 [30]. Но этот факт не противоречит данным наших наблюдений в Крыму, особенно с учетом того, что аттрактант EFETOV-S-S-2 в указанной части Турции не тестировался.

Таким образом, результаты тестирования EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2 в Крыму, Испании, Италии и Турции дали основание выдвинуть гипотезу, что S-энантиомер втор-бутилдодецен-2-оата – “родовой” половой аттрактант, привлекающий самцов различных видов рода Rhagades Wallengren, 1863. Поскольку половые аттрактанты часто напоминают строение половых феромонов, то с определенной долей вероятности можно говорить о консервативности структуры половых феромонов у видов рода Rhagades. Для подтверждения данной гипотезы необходимо проверить аттрактивные свойства EFETOV-S-S-2 в отношении двух иранских видов из этого же рода: Rh. (Naufockia) brandti (Alberti, 1938) и Rh. (Wiegelia) tarmanni Keil, 1999.

Скрининг EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2 за пределами Крыма выявил их аттрактивные свойства в отношении еще нескольких видов Procridinae, не встречающихся в Крыму. В частности, высокая аттрактивность EFETOV-S-S-2 была показана для Goazrea lao Mollet, 2016. На севере Таиланда серия самцов этого вида была отловлена с помощью приманок с EFETOV-S-S-2. Причем уже после 10 мин экспозиции аттрактанта к резиновой пробке начинали подлетать первые возбужденные особи. Интересно, что долгое время этот относительно крупный летающий днем вид Procridinae оставался неизвестным науке, а обнаружен был благодаря экспериментам с синтезированными нами половыми аттрактантами.

EFETOV-S-2 оказался новым половым аттрактантом для Illiberis (Primilliberis) pruni Dyar, 1905: 23 самца было отловлено с 4 по 14 июня 2016 г. в Японии в городе Наруто ловушками с EFETOV-S-2. В то же время близкий вид из того же рода и подрода – Illiberis (Primilliberis) rotundata Jordan, 1907 – их игнорировал [42]. В Турции активно реагировали на половой аттрактант EFETOV-S-2 самцы J. (P.) anatolica. При этом ловушками с аттрактантом EFETOV-S-S-2 не было отловлено ни одной особи J. (P.) anatolica [39]. EFETOV-S-2 оказался активным и в отношении самцов A. (A.) statices, что показали полевые эксперименты в России (Московская область) [43], Италии [35], Турции [30] и Швеции [36]. Наиболее массовым оказалось привлечение более 250 самцов подвида A. (A.) statices statices в Швеции, в трех локалитетах провинций Сконе и Естрикланд: 215 самцов в 2016 г. и 40 – в 2017 г. Наконец, в Италии самцы A. (A.) alpina подлетали тоже только к приманкам с EFETOV-S-2 [35].

Если для перечисленных выше видов более сильными аттрактивными свойствами обладал один из двух вариантов синтетических энантиомеров, то самцы таких видов Procridinae, как A. (A.) italica [35], A. (A.) obscura [39], A. (T.) mannii [35] и Jordanita (Jordanita) tenuicornis (Zeller, 1847) [35], не проявляли предпочтение к одному из исследуемых аттрактантов и привлекались к приманкам с EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2 в относительно равных количествах.

Таким образом, сравнительный полевой скрининг синтетических половых аттрактантов EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2 показал, что обонятельные рецепторы самцов, воспринимающие химические сигналы, могут дифференцировать оптические изомеры. Такие виды, как Rh. (W.) amasina, Rh. (W.) predotae, Rh. (Rh.) pruni, G. lao, привлекаются преимущественно на EFETOV-S-S-2 (S-энантиомер втор-бутилдодецен-2-оата), в то время как I. (P.) pruni, Th. ampellophaga, A. (A.) alpina, A. (A.) statices, J. (T.) notata, J. (J.) globulariae, J. (P.) anatolica, J. (S.) subsolana – на EFETOV-S-2 (R-энантиомер).

Интересно отметить, что в литературе описано правило “one-step”, установленное эмпирическим путем для Noctuidae (Lepidoptera). Авторы на конкретных примерах показывают, что компоненты половых феромонов или половых аттрактантов самок разных видов этого семейства отличаются друг от друга только одним структурным изменением (“one-change” step), например, изменением положения двойной связи, длины углеродной цепи или типа функциональной группы [44]. Синтезированные нами энантиомеры втор-бутилдодецен-2-оата отличаются от компонентов известных природных половых феромонов/аттрактантов Procridinae, в частности энантиомеров втор-бутилдодецен-7-оата [27, 28], также одним структурным изменением – позицией двойной связи не у седьмого, а у второго атома углерода. Значит, правило “one-change” step справедливо и для Zygaenidae. В определенной мере это позволяет прогнозировать структуру половых аттрактантов, определять тактику их полевого скрининга и повышать его результативность.

Привлечение нецелевых видов других семейств. Многокомпонентность половых феромонов большинства групп Insecta приводит к тому, что отдельные составляющие феромонных композиций повторяются у представителей разных таксономических групп [1]. В наших крымских экспериментах также было отмечено присутствие в липких ловушках не только самцов Procridinae, но и представителей других семейств и даже отрядов Insecta.

Argyresthia semifusca (Haworth, 1828) (Lepidoptera, Yponomeutidae). В 2016 г. с 17 мая по 21 июня ловушкой с EFETOV-S-S-2 было отловлено 45 самцов данного вида (Крым, гора Чатыр-Даг, 31 ♂ – 30.05.2016, 7 ♂ – 10.06.2016, 7 ♂ – 21.06.2016). Среднее количество самцов в ловушке за сезон: 1.53 ± 0.93 самец на ловушку в день. В литературе имеются сведения о том, что половым аттрактантом для данного вида выступает сложный эфир – цис-додецен-7-илацетат [45]. Такой сложный эфир – половой аттрактант для самцов ряда видов Zygaeninae [27].

Dolicharthria stigmosalis (Herrich-Schäffer, 1848) (Lepidoptera, Crambidae). Всего 16 самцов было отловлено ловушками с EFETOV-S-2: 11 ♂ – Крым, гора Чатыр-Даг, 28.06.2015; 5 ♂ – Крым, окр. г. Алушта, с. Лучистое, 10.06.2016. Для данного вида половой аттрактант обнаружен впервые.

Tilloidea unifasciata (Fabricius, 1787) (Coleoptera, Cleridae). Энантиомеры втор-бутилдодецен-2-оата по отдельности и в смеси привлекают самцов этого вида. В 2013–2017 гг. в Крыму в ловушках с разными аттрактантами был зарегистрирован 51 самец: EFETOV-2 (30 ♂), EFETOV-S-2 (15 ♂), EFETOV-S-S-2 (6 ♂). Различия между привлечением T. unifasciata на половые аттрактанты разного типа статистически недостоверны (р > 0.05). При этом за весь период наблюдений ни в одной из контрольных ловушек (23 штуки) не было обнаружено ни одной особи T. unifasciata, что исключает вероятность случайного прилета самцов на приманки. Ранее было показано, что аттрактивными свойствами по отношению к самцам T. unifasciata обладает также втор-бутилдодеканоат [46], отличающийся от синтезированного нами втор-бутилдодецен-2-оата лишь предельностью ацильного радикала. Следовательно, наличие двойной связи в структуре молекулы аттрактанта – не определяющее для данного вида, как и (R, S)-изомерия спиртового радикала.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Целенаправленный синтез сложных эфиров с заданными структурными особенностями осуществляли в три этапа: 1) бромирование додекановой (лауриновой) кислоты (х.ч., Укроргсинтез, Украина) с получением 2-бромдодекановой кислоты; 2) образование сложного эфира втор-бутил-2-бромдодеканоата при взаимодействии 2‑бромдодекановой кислоты с бутанолом-2 (99.5%; Sigma-Aldrich, Германия) в условиях кислотного катализа; 3) образование двойной связи во втором положении в кислотном радикале сложного эфира втор-бутил-2-бромдодеканоата в присутствии хинолина с целью получения втор-бутилдодецен-2-оата [29]. Полученный продукт представлял собой рацемическую смесь, состоящую из эквимолярных количеств R- и S‑энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата. Данный эфир маркировали запатентованным названием EFETOV-2 [47].

Энантиомерно чистые (R)-втор-бутилдодецен-2-оат и (S)-втор-бутилдодецен-2-оат синтезировали по указанной выше методике, но отличие заключалось в том, что на втором этапе в реакции этерификации использовали или (R)-(–)-бутанол-2 (99%, Sigma-Aldrich, США), или (S)-(+)-бутанол-2 (99%, Sigma-Aldrich, США). Соответственно, получили два энантиомерно чистых сложных эфира, которые маркировали EFETOV-S-2 – (R)-втор-бутилдодецен-2-оат и EFETOV-S-S-2 – (S)-втор-бутилдодецен-2-оат (рис. 2).

Рис. 2.

(а) – (R)-втор-бутилдодецен-2-оат (аттрактант EFETOV-S-2); (б) – (S)-втор-бутилдодецен-2-оат (аттрактант EFETOV-S-S-2). Модель молекул построена с помощью компьютерной программы VChemLab8 (МарГТУ, Россия). Красным цветом выделены атомы кислорода.

Для оценки аттрактивных свойств синтезированных сложных эфиров проводили сравнительный скрининг в полевых условиях в 2013–2019 гг. в 14 странах: Австрии, Албании, Греции, Иране, Испании, Италии, Лаосе, Македонии, России, Таиланде, Таджикистане, Турции, Швеции и Японии.

Половые аттрактанты EFETOV-2, EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2 наносили на резиновые диспенсеры в объемах 50, 100 или 200 мкл. После полной адсорбции аттрактантов (в течение 48–96 ч) пробки закрепляли в картонные прямоугольные полоски (приманки). При необходимости длительного хранения резиновые пробки с аттрактантом упаковывали в фольгу и помещали в морозильную камеру. Промаркированные приманки фиксировали в прозрачные пластиковые дельта-ловушки со сменными липкими пластинами на расстоянии нескольких сантиметров от клеевой поверхности. На сменные пластины для отлова насекомых наносили клей Tanglefoot^® (США), не имеющий запаха и не содержащий инсектициды и пестициды. В зависимости от продолжительности эксперимента ловушки с приманками или непосредственно приманки закрепляли в выбранных биотопах на ветках растений или другой опоре на высоте 1–1.5 м от земли. На расстоянии не менее 10 м размещали контрольную ловушку или картонную прямоугольную полоску с идентичной резиновой пробкой, но не пропитанной аттрактантом. В случае использования приманок разного типа в одном биотопе выдерживали расстояние между ними более 10 м.

Индикатор аттрактивных свойств синтезированных продуктов – наличие особей конкретного вида в опытных ловушках и отсутствие таковых в контрольных. Главный критерий активности аттрактанта – количество и пол привлеченных особей. По данным показателям оценивали видовую и половую специфичность аттрактантов. Сведения о составе половых феромонов и химической структуре половых аттрактантов привлеченных видов, а также их научную новизну проверяли по электронной глобальной базе данных “The Pherobase” (www.pherobase.com) [1], которая находится в свободном доступе и регулярно обновляется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследования показали, что прогнозирование молекулярной структуры половых аттрактантов на основе обобщения и систематизации литературных данных о химическом составе и строении природных феромонов – одна из предпосылок их успешного синтеза. На основе доступного сырья была разработана относительно простая, малостадийная схема получения ранее неизвестных половых аттрактантов Zygaenidae. Эти вещества представляют собой сложные эфиры бутанола-2 и додецен-2-овой кислоты.

В ходе полевого скрининга было установлено, что R- и S-энантиомеры втор-бутилдодецен-2-оата – половые аттрактанты, привлекающие самцов 22 видов Zygaenidae, относящихся к шести родам: Theresimima Strand, 1917 (1 вид), Illiberis Walker, 1854 (1 вид), Goasrea Mollet, 2016 (1 вид), Rhagades Wallengren, 1863 (3 вида), Adscita Retzius, 1783 (9 видов) и Jordanita Verity, 1946 (7 видов). Обонятельные рецепторы самцов, воспринимающие химические сигналы, могут дифференцировать оптические изомеры: одни виды привлекаются преимущественно R-энантиомером втор-бутилдодецен-2-оата (EFETOV-S-2), другие – S-энантиомером (EFETOV-S-S-2), а для третьих биологически активной оказывается рацемическая смесь (EFETOV-2).

Привлечение нецелевых видов Argyresthia semifusca (Yponomeutidae), Dolicharthria stigmosalis (Crambidae) и Tilloidea unifasciata (Cleridae) на синтезированные половые аттрактанты Zygaenidae свидетельствует в пользу гипотезы об использовании филогенетически удаленными группами животных одних и тех же веществ в качестве компонентов половых феромонов вследствие относительно экономного расходования энергетических ресурсов, необходимых для биосинтеза новых соединений.

Использование новых синтетических половых аттрактантов в эколого-фаунистических исследованиях дало возможность открыть два новых вида и один род Procridinae (Zygaenidae), уточнить границы ареалов редких видов и изучить их биологию. Применение полученных соединений для обнаружения и мониторинга сезонной динамики численности видов-вредителей (Theresimima ampellophaga (Bayle-Barelle, 1808), Rhagades (Rhagades) pruni (Denis & Schiffermüller, 1775), Illiberis (Primilliberis) pruni Dyar, 1905) представляется перспективным для оптимизации борьбы с ними с учетом современных требований охраны окружающей среды. Кроме того, полученные данные о функционировании и строении аттрактантов Procridinae в комплексе с традиционными морфологическими и цитогенетическими подходами могут быть использованы для анализа филогенетических связей и решения проблем биосистематики Zygaenidae.