Аттрактант

Аттрактант — это природное или синтезированное вещество, которое привлекает живые организмы, преимущественно животных, за счёт воздействия на их органы обоняния или вкуса. В более широком смысле под аттрактантом понимают любой стимул (химический, визуальный, акустический), вызывающий направленное движение (таксис) или ориентацию в сторону источника. В биологии и экологии термин чаще всего применяется к химическим соединениям, регулирующим поведение насекомых, рыб, млекопитающих и других организмов. Аттрактанты противопоставляются репеллентам — веществам, вызывающим избегание.

История изучения

Первые научные описания аттрактантов относятся к XIX веку, когда французский энтомолог Жан-Анри Фабр экспериментально подтвердил, что самки некоторых бабочек выделяют пахучие вещества, привлекающие самцов на большие расстояния. В 1959 году немецкий биохимик Адольф Бутенандт выделил первый половой феромон — бомбикол, аттрактант тутового шелкопряда, за что получил Нобелевскую премию по химии. В XX веке исследования аттрактантов активно развивались в рамках химической экологии и прикладной энтомологии. В СССР и России значительный вклад в изучение аттрактантов внесли сотрудники Института эволюционной морфологии и экологии животных АН СССР (ныне Институт проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН), а также Всесоюзного научно-исследовательского института защиты растений (ВИЗР).

Классификация аттрактантов

Аттрактанты классифицируют по происхождению, химической природе и биологической функции.

По происхождению

• Природные аттрактанты — выделяются самими организмами (феромоны, нектарные запахи, продукты разложения). Примеры: половые феромоны насекомых, цветочные ароматы, привлекающие опылителей, запахи гниющего мяса, привлекающие мух-падальщиц.
• Синтетические аттрактанты — искусственно созданные аналоги природных соединений или новые вещества, не встречающиеся в природе. Широко применяются в сельском хозяйстве и санитарной энтомологии.

По химической природе

• Спирты (например, этанол, привлекающий плодовых мушек).
• Альдегиды и кетоны (например, ванилин, привлекающий некоторых жуков).
• Сложные эфиры (например, изоамилацетат, компонент запаха бананов, привлекающий ос).
• Терпеноиды (например, линалоол, содержащийся в эфирных маслах цитрусовых).
• Алкалоиды (например, кофеин, привлекающий пчёл в малых концентрациях).
• Аминокислоты и белки (например, гидролизаты белка, используемые для привлечения мух-вредителей).

По биологической функции

• Половые аттрактанты (феромоны) — привлекают особей противоположного пола для спаривания. Характерны для многих насекомых (чешуекрылые, перепончатокрылые, жуки).
• Пищевые аттрактанты — сигнализируют о наличии пищи. Выделяются растениями (нектар, плоды) или животными (падаль, экскременты).
• Овипозиционные аттрактанты — привлекают самок для откладки яиц. Например, запах листьев кормового растения для бабочек-капустниц.
• Агрегационные аттрактанты — способствуют скоплению особей одного вида. Часто используются у жуков-короедов для массовой атаки на дерево.

Механизм действия

Аттрактанты действуют через хеморецепцию. У насекомых основными органами обоняния являются антенны (усики), на которых расположены сенсиллы — специализированные чувствительные структуры, содержащие рецепторные клетки. Каждая рецепторная клетка настроена на определённый тип молекул. При связывании молекулы аттрактанта с рецептором возникает электрический сигнал, который передаётся в центральную нервную систему, вызывая поведенческую реакцию — таксис (движение к источнику запаха).

У млекопитающих, включая человека, обонятельные рецепторы расположены в слизистой оболочке носовой полости. Однако роль аттрактантов в поведении человека менее изучена и в основном связана с пищевыми предпочтениями и социальными взаимодействиями (например, запах феромонов, таких как андростенон, может влиять на восприятие привлекательности).

Применение

Аттрактанты находят широкое практическое применение, особенно в сельском хозяйстве, лесном хозяйстве, санитарной энтомологии и ветеринарии.

В сельском и лесном хозяйстве

• Феромонные ловушки — устройства, содержащие синтетический половой аттрактант, используемые для мониторинга численности вредителей (например, яблонной плодожорки, непарного шелкопряда, колорадского жука). Ловушки позволяют определить сроки начала лёта и пик численности, что помогает оптимизировать сроки обработки инсектицидами.
• Массовый отлов — метод, при котором большое количество ловушек с аттрактантом размещается на участке для снижения численности популяции вредителя за счёт вылова самцов. Применяется против плодовых мух (средиземноморская плодовая муха) и некоторых видов жуков.
• Метод дезориентации самцов — распыление синтетического полового аттрактанта в воздухе, что затрудняет самцам поиск самок по естественному запаху. Эффективен против виноградной листовёртки и хлопковой совки.
• Пищевые аттрактанты — используются в ловушках для привлечения мух (например, комнатной мухи), тараканов и других синантропных насекомых. В России распространены приманки на основе гидролизата белка и аммиака.

В санитарной энтомологии и медицине

• Ловушки для комаров — используют углекислый газ (имитирует дыхание человека) и октенол (компонент пота) для привлечения кровососущих насекомых. Применяются для контроля численности комаров — переносчиков малярии, лихорадки денге, вируса Западного Нила.
• Ловушки для мух — на основе пищевых аттрактантов (например, триметиламин) используются на животноводческих фермах и в местах общественного питания.

В экологии и биологии

• Изучение поведения животных — аттрактанты применяются в полевых исследованиях для изучения миграций, поиска партнёров и пищевых предпочтений.
• Мониторинг редких видов — феромонные ловушки помогают обнаруживать присутствие редких или инвазивных видов насекомых (например, азиатского усача).

В пищевой промышленности и парфюмерии

• Ароматизаторы — природные аттрактанты (эфирные масла, ванилин, фруктовые эфиры) используются для придания продуктам привлекательного запаха.
• Душистые вещества — в парфюмерии применяются для создания привлекательных для человека ароматов, хотя термин «аттрактант» в этом контексте используется редко.

Примеры известных аттрактантов

• Бомбикол — половой аттрактант тутового шелкопряда (Bombyx mori), первый идентифицированный феромон.
• Эвгенол — компонент гвоздичного масла, привлекает пчёл и некоторых жуков.
• Изоамилацетат — запах бананов, привлекает ос и плодовых мушек.
• Андростенон — стероидный феромон, содержащийся в поте кабанов и человека; может влиять на восприятие привлекательности у женщин.
• Углекислый газ — универсальный аттрактант для кровососущих насекомых (комары, мошки, слепни).
• Триметиламин — компонент запаха гниющей рыбы, привлекает мух-падальщиц.

Критика и ограничения

Несмотря на эффективность, использование аттрактантов имеет ряд ограничений. Во-первых, синтетические феромоны часто видоспецифичны, что требует точного определения вида-вредителя. Во-вторых, у некоторых насекомых может развиваться привыкание (адаптация) к аттрактанту, снижающее эффективность ловушек. В-третьих, массовый отлов самцов может привести к нарушению половой структуры популяции, но не всегда гарантирует полное подавление размножения. Кроме того, в условиях высокой плотности вредителей феромонные методы могут быть менее эффективны, чем химические инсектициды.

В России применение аттрактантов регулируется Федеральным законом «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» (№ 109-ФЗ от 19.07.1997). Синтетические аттрактанты, используемые в сельском хозяйстве, подлежат государственной регистрации и включению в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению на территории РФ.

Интересные факты

• Некоторые аттрактанты, например, этанол, привлекают не только насекомых, но и млекопитающих (например, медведей и лосей), что используется в охотничьих приманках.
• В 2020 году российские учёные из Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН разработали синтетический аттрактант для иксодовых клещей на основе смеси аммиака, углекислого газа и молочной кислоты, что может помочь в борьбе с клещевым энцефалитом и боррелиозом.
• Аттрактанты могут быть не только химическими, но и визуальными: например, яркие цветы привлекают опылителей, а световые ловушки — ночных насекомых.

Источники

• Бутенандт А., Бекманн Р., Хехт Г. «Феромоны: химия и биология». — М.: Мир, 1974.
• Плешков Б. П. «Химическая экология насекомых». — М.: Наука, 1986.
• Мордкович Я. Б. «Феромоны в защите растений». — М.: Агропромиздат, 1990.
• Иванов Г. А., Смирнов В. В. «Аттрактанты и репелленты в санитарной энтомологии». — СПб.: Гигиена, 2005.
• Федеральный закон «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» № 109-ФЗ от 19.07.1997 (с изменениями).
• «Химическая экология: учебное пособие» / под ред. А. В. Кузнецова. — М.: Издательство МГУ, 2012.