Энантиомеры втор-бутилдодецен-2-оата – новые половые аттрактанты Zygaenidae

В первой главе представлен обзор литературы, в котором отражено современное состояние изученности химической коммуникации Insecta, осуществляемой с помощью половых феромонов. Проанализирован состав и химическое строение половых феромонов и половых аттрактантов, известных на сегодняшний день у представителей семейства Zygaenidae. Показаны перспективы использования аттрактивных молекул в эколого-фаунистических исследованиях, а также в интегрированной защите растений от вредителей.
Во второй главе описаны материал и методы исследования. Объектом исследования стали синтетические сложные эфиры бутанола-2 и высших непредельных карбоновых кислот. Их целенаправленному синтезу предшествовало молекулярное конструирование и прогнозирование структурных характеристик, влияющих на проявление аттрактивных свойств. Для выявления связей между строением вещества и его биологической активностью как аттрактанта использовали сравнительный анализ: исследовали сходства и различия в химическом составе и строении известных половых феромонов и половых аттрактантов Procridinae. Были выделены четыре основных параметра, гипотетически ответственных за проявление аттрактивной активности: 1) принадлежность к классу сложных эфиров, образованных бутанолом-2 и ненасыщенной высшей карбоновой кислотой; 2) наличие двойной связи с цис-конфигурацией в кислотном радикале; 3) содержание чётного количества атомов углерода (12, 14 или 16) в кислотном радикале сложного эфира; 4) наличие одного хирального центра в спиртовом радикале и, как следствие, оптическая активность молекулы сложного эфира. На основе этих знаний был осуществлён синтез R- и S-энантиомеров втор-бутилдодецен- 2-оата, отвечающих всем перечисленным требованиям. При этом двойная связь расположена у второго атома углерода в ацильном радикале. Существенное преимущество предлагаемой схемы синтеза заключалось в её относительной простоте и малостадийности: 1) бромирование додекановой кислоты (х.ч., Укроргсинтез, Украина) с получением 2-бромдодекановой кислоты; 2)получение сложного эфира в условиях кислотного катализа при взаимодействии 2-бромдодекановой кислоты с бутанолом-2 (99.5%; Sigma- Aldrich, Германия) или (R)-(–)-бутанолом-2 (99%, Sigma-Aldrich, США), или (S)-(+)-бутанолом-2 (99%, Sigma-Aldrich, США); 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. Если на втором этапе синтеза, в реакции этерификации, использовали энантиомерно чистые (R)-(–)-бутанол-2 или (S)-(+)-бутанол-2, то соответственно получали сложные эфиры (R)-втор-бутилдодецен-2-оат (далее аттрактант EFETOV-S-2) или (S)-втор-бутилдодецен-2-оат (далее аттрактант EFETOV-S-S-2) (Рисунок 1). В случае использования на этой стадии бутанола-2 (смеси R- и S-изомеров) конечный продукт представлял собой оптически неактивную рацемическую смесь, состоящую из эквимолярных количеств R- и
S-энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата, который маркировали запатентованным названием EFETOV-2.
а) б)
Рисунок 1. (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.
Полевые эксперименты имели два направления: 1) тестирование синтетических половых аттрактантов для подтверждения их активности в отношении конкретных биологических видов; 2) проведение работ по оптимизации количественного и качественного состава привлекающих приманок. Половые аттрактанты наносили на резиновые диспенсеры в объёмах 1, 10, 20, 50, 100, 150, 200 мкл. Сравнительный скрининг аттрактантов проводили в течение 2014–2018 годов первоначально в Крыму (основном районе исследований, где было выполнено более 200 экспериментов), а после получения положительных результатов – в Албании, Греции, Испании, Лаосе, Таиланде, Таджикистане, Турции, Швеции и Японии. В Крыму биологический материал собирали совместно с научным руководителем. В случае тестирования аттрактантов за пределами полуострова материал предоставлялся научным руководителем и зарубежными коллегами.
В зависимости от продолжительности эксперимента адгезивные ловушки с приманками или непосредственно сами 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 (без аттрактанта). Главный критерий активности аттрактанта – количество и пол привлечённых особей. По данным показателям оценивали видовую и половую специфичность аттрактантов. Результаты испытаний анализировали с помощью непараметрических критериев: Краскела–У оллиса для оценки групповых различий и U-критерия Уилкоксона (Манна–Уитни) для попарного сравнения (Лакин, 1990). Статистическая обработка данных и визуализация результатов выполнялись в программе PAST v3.23 и в программной среде R (R Core Team,
2020).Сведения о составе половых феромонов и химической структуре половых аттрактантов привлечённых видов, а также их научную новизну проверяли по электронной глобальной базе данных «The Pherobase» (www.pherobase.com).
10

Третья глава содержит результаты собственных исследований и обсуждение.
Результатом направленного синтеза стало получение R- и S-энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата. Химическую структуру втор-бутилдодецен-2-оата подтверждали методом 1Н-ЯМР-спектроскопии (спектрометр «Varian VXR- 400», 400 МГц, внутренний стандарт – тетраметилсилан). Процентное содержание целевых продуктов определяли газо-жидкостной хроматографией (хроматограф «Цвет-500»). Оптическое вращение полученных эфиров определяли на поляриметре «Polamat A» (Carl Zeiss Jena, Германия), λ=546 нм: R-энантиомер втор-бутилдодецен-2-оата – левовращающий, S-энантиомер – правовращающий, а рацемическая смесь энантиомеров – оптически неактивна.
Результаты полевого скрининга рацемической смеси R- и S-энантиомеров втор-бутилдодецен-2-оата (далее аттрактант EFETOV-2) подтвердили выдвигаемую нами гипотезу об аттрактивности втор-бутилдодецен-2-оата для представителей семейства Zygaenidae. Было установлено, что EFETOV-2 является половым аттрактантом для самцов 15 видов подсемейства Procridinae. При этом в контрольных ловушках за всё время наблюдений не было обнаружено ни одного представителя Zygaenidae. Относительно высокая аттрактивность EFETOV-2 показана для девяти видов Procridinae: Theresimima ampellophaga (Bayle-Barelle, 1808), Adscita (Procriterna) subtristis (Staudinger, 1887), Adscita (Adscita) statices (Linnaeus, 1758), Adscita (Adscita) geryon (Hübner, 1813), Adscita (Tarmannita) bolivari (Agenjo, 1937), Jordanita (Tremewania) notata (Zeller, 1847), Jordanita (Tremewania) splendens (Staudinger, 1887), Jordanita (Jordanita) graeca (Jordan, 1907), Jordanita (Praviela) anatolica (Naufock, 1929).
Самцы ещё шести видов Procridinae, а именно: Rhagades (Wiegelia) amasina (Herrich-Schäffer, 1851), Rhagades (Rhagades) pruni ([Denis & Schiffermüller], 1775), Adscita (Adscita) obscura (Zeller, 1847), Jordanita (Jordanita) globulariae (Hübner, 1793), Jordanita (Solaniterna) subsolana (Staudinger, 1862) и Goazrea lao Mollet, 2016 – обнаруживались в ловушках при их контроле и/или подлетали к приманкам EFETOV-2, но в количестве 1–2 экземпляров. Объяснение этому явлению было найдено позже, когда для полевых экспериментов стали использовать приманки 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.
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 уловистость ловушки за неделю составила 56 экземпляров, что соответствовало практически полной насыщенности липкого слоя.
Высокая эффективность EFETOV-2 как полового аттрактанта была показана и для самцов вредителя виноградарства Th. ampellophaga. В 2014 году ловушки EFETOV-2 устанавливали в тех локалитетах Крыма, где ранее (Efetov, 2005) были обнаружены популяции этого вида. Всего 313 самцов было привлечено к аттрактанту EFETOV-2 (12 ловушек) за первый год исследований на полуострове. Результаты испытаний представлены на Рисунке 2.
Рисунок 2. Среднее количество привлечённых самцов Theresimima ampellophaga на одну ловушку EFETOV-2 в неделю (X±Sx) в разных биотопах Крыма в 2014 г.
Количество самцов в ловушках оказалось высоким и на участках с отдельными одичавшими растениями Vitis vinifera L. (биотоп 11), и на территории заброшенных виноградников (биотоп 8а), и даже в некоторых промышленных виноградниках (биотоп 3а), несмотря на регулярную обработку растений инсектицидами. Но самые высокие отловы Th. ampellophaga (11,61±5,96 самцов/ловушка-неделя) были в субтропическом парке с декоративными видами винограда в окр. г. Ялта (биотоп 10). Такое увеличение биомассы вредителя в курортно-рекреационной зоне, где применение пестицидов ограничено, очень опасно. В этих условиях контролировать численность вида и бороться с ним можно только с помощью биологических методов. Показатели уловистости ловушек в биотопах 3б и 8б подтверждают высокую активность EFETOV-2 как полового аттрактанта для самцов Th. ampellophaga. Эти локалитеты расположены на удалении 300 м (биотоп 8б) и 1,5 км (биотоп 3б) от типичных местообитаний вида, поэтому наличие привлечённых самцов в ловушках лишь подчёркивает значительный радиус активного действия аттрактанта.
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 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. Объяснений может быть несколько. Во-первых, в воздушном пространстве внутри ловушки может создаваться слишком высокая концентрация аттрактанта, дезориентирующая самцов. Вероятно, именно поэтому в 2014 году две «свежеприготовленные» приманки с аттрактантом EFETOV-2 привлекали только до четырёх самцов A. (А.) geryon, которые в течение первых 15–20
минут эксперимента подлетали к резиновым пробкам на близкое расстояние от 5 до 20 см. В то же время в 2016 и 2018 годах 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 счёт его испарения и, как следствие, повышение эффективности EFETOV-2 по привлечению самцов указанного вида. Во- вторых, хорошо известно, что половые феромоны самок многих видов многокомпонентны (El-Sayed, 2021), 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. Целесообразно 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. (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 новый для науки род и вид Procridinae – Goazrea lao Mollet, 2016 (обитает в Лаосе и Таиланде). Наконец, полевой скрининг EFETOV-2 в разных странах мира позволил расширить границы ареала некоторых видов. Так, J. (J.) globulariae была впервые обнаружена в Турции; Th. ampellophaga – в Албании. Ранее достоверных сведений о присутствии этих видов в указанных регионах не было. Эти факты указывают на высокую чувствительность и эффективность EFETOV-2 как полового аттрактанта, поскольку он позволяет обнаруживать популяции целевых видов даже с низкой плотностью. Специфичность синтетического полового аттрактанта EFETOV-2 можно определить как высокую, так как более 95% привлечённых особей относятся к видам целевой группы, т.е. Procridinae. Представители других подсемейств Zygaenidae, если даже присутствовали на опытных участках, игнорировали приманки и ловушки с EFETOV-2.
С 2015 года, 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. В Крыму самцы шести видов Procridinae активно реагировали на тестируемые приманки. Причём, было отмечено три различных варианта поведения самцов на аттрактанты EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2: 1) Th. ampellophaga, J. (T.) notata, J. (J.) globulariae и J. (S.) subsolana накапливались в ловушках 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 экземпляры; 3) J. (J.) graeca регистрировались в ловушках как с EFETOV-S-2, так и EFETOV-S-S-2, но в количестве не больше 1–2 экземпляров в одной.
Важно отметить, что самцы A. (A.) geryon, активно привлекающиеся на приманки с EFETOV-2, полностью игнорировали таковые с EFETOV-S-2 и
EFETOV-S-S-2. В этом случае мы наблюдаем взаимный синергизм компонентов синтетического полового аттрактанта. R- и S-изомеры втор- бутилдодецен-2-оата по отдельности не вызывают поведенческого ответа, но активной оказывается именно смесь энантиомеров.
Результаты полевого скрининга EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2, полученные в Крыму, нашли дальнейшее подтверждение во время наших исследований в Турции и Испании. Так, в ловушки с EFETOV-S-2 в Турции привлекались самцы Th. ampellophaga и J. (S.) subsolana, а на приманки с EFETOV-S-S-2 – не реагировали. Тестирование аттрактантов в Испании подтвердило сильные привлекающие свойства EFETOV-S-S-2 в отношении самцов Rh. (Rh.) pruni. Приманки именно с EFETOV-S-S-2 позволили обнаружить популяции Rh. (Rh.) pruni в Центральных и Восточных Пиренеях, где вид является очень редким (последняя известная находка датировалась 1980 годом). Кроме того, в Испании к половому аттрактанту EFETOV-S-S-2 был привлечён еще один очень редкий эндемичный вид Rhagades (Wiegelia) predotae (Naufock, 1930), ранее известный лишь по единичным экземплярам, хранящимся в музейных коллекциях. Наконец, в Центральной Анатолии (Турция) самцы ещё одного вида данного рода, а именно Rh. (W.) amasina, регистрировались на липких слоях ловушек с приманками EFETOV-S-S-2, полностью игнорируя таковые с EFETOV-S-2. Результаты скрининг-тестов в Крыму, Испании и Турции дали основание выдвинуть гипотезу, что S- энантиомер втор-бутилдодецен-2-оата является «родовым» половым аттрактантом, привлекающим самцов различных видов рода Rhagades. Поскольку половые аттрактанты часто напоминают строение половых феромонов, то с определённой 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, а именно: Rh. (Naufockia) brandti (Alberti, 1938) и Rh. (Wiegelia) tarmanni Keil, 1999.
Испытания EFETOV-S-2 и EFETOV-S-S-2 за пределами Крыма выявили их аттрактивные свойства в отношении ещё нескольких видов Procridinae, не встречающихся в Крыму. В частности, высокая аттрактивность EFETOV-S-S-2 была показана для Goazrea lao (в Таиланде). Долгое время этот летающий днём крупный вид Procridinae оставался неизвестным для науки, а обнаружен был благодаря экспериментам с синтезированными нами половыми аттрактантами. EFETOV-S-2 оказался активным в отношении самцов A. (A.) statices (в Турции и Швеции), J. (P.) anatolica (в Турции) и Illiberis (Primilliberis) pruni (в Японии). Для последнего вида половой аттрактант был обнаружен впервые. 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.
В наших крымских экспериментах также было отмечено присутствие в липких ловушках самцов трёх нецелевых видов. Argyresthia semifusca (Haworth,
1828) (Lepidoptera, Yponomeutidae) обнаруживались в ловушках с EFETOV-S-S- 2, а Dolicharthria stigmosalis (Herrich-Schäffer, 1848) (Lepidoptera, Crambidae) – с EFETOV-S-2. Самцы Tilloidea unifasciata (Fabricius, 1787) (Coleoptera, Cleridae) привлекались на все три аттрактанта из серии «EFETOV-2».
Работы по оптимизации состава и дозы аттрактантов для повышения их эффективности в качестве средства мониторинга были выполнены в отношении пяти видов, обитающих в Крыму: Th. ampellophaga, J. (T.) notata, J. (J.) globulariae, J. (S.) subsolana и Rh. (Rh.) pruni. Для привлечения самцов Th. ampellophaga одинаково эффективными оказались как аттрактант EFETOV- 2, так и аттрактант EFETOV-S-2. Сравнение данных по U-критерию Уилкоксона показало статистическую недостоверность различий между этими аттрактантами, взятыми в объёмах 100 мкл (W=12,5; р=0,245) и 50 мкл (W=14,5; р=0,628) (Рисунок 3). Если принять во внимание экономические затраты на изготовление приманок (себестоимость аттрактанта EFETOV-2 гораздо ниже за счёт использования для его синтеза бутанола-2, а не (R)-(–)-бутанола-2), то рационально применять для привлечения и отлова самцов вредителя Th. ampellophaga именно аттрактант EFETOV-2.
а) б)
Рисунок 3. Результаты экспериментов по привлечению самцов Theresimima ampellophaga к аттрактантам EFETOV-2 и EFETOV-S-2, тестируемых в дозах 100 мкл (а) и 50 мкл (б) в 2015 (а) и 2017 (б) годах в Крыму.
Аналогичная ситуация наблюдалась для J. (T.) notata: для привлечения самцов этого вида можно успешно использовать как синтетический половой аттрактант EFETOV-2, так и EFETOV-S-2. Это позволяет сказать, что для Th. ampellophaga и J. (T.) notata S-энантиомер втор-бутилдодецен-2-оата не влияет на аттрактивность его R-энантиомера. Но в отличие от Th. ampellophaga эффективность привлечения и отлова самцов J. (T.) notata приманками с EFETOV-S-2 достоверно изменяется с изменением объёма аттрактанта (Н=9,874; df=2; р=0,007) на высоком уровне значимости (р<0,01), и наиболее оптимальной является доза в 50 мкл. Для J. (J.) globulariae и J. (S.) subsolana половым аттрактантом с наибольшей эффективностью привлечения является EFETOV-S-2. Его применение позволяет и обнаруживать эти виды в биотопе, и отслеживать их динамику лёта (Рисунок 4). 15 Рисунок 4. Количество привлечённых самцов Jordanita globulariae и Jordanita subsolana в ловушки с аттрактантами EFETOV-2 (красный цвет) и EFETOV-S-2 (синий цвет) по датам учёта в 2015 году в Крыму. Присутствие S-энантиомера втор-бутилдодецен-2-оата достоверно снижает аттрактивность R-энантиомера как для J. (J.) globulariae (W=2; р=0,033), так и для J. (S.) subsolana (W=1; р=0,053) (Рисунок 5). а) б) Рисунок 5. Различия в привлечении самцов Jordanita globulariae (а) и Jordanita subsolana (б) к аттрактантам EFETOV-2 и EFETOV-S-2, тестируемых в дозе 100 мкл в 2015 году в Крыму. 16 Оценка аттрактивных свойств EFETOV-S-2 в зависимости от дозы (50 мкл, 100 мкл) не выявила достоверных различий (р>0,05) в привлекательности разных вариантов приманок для J. (J.) globulariae и J. (S.) subsolana. Уменьшение дозы аттрактанта в два раза существенно не сказывается на эффективности отловов этих видов адгезивными ловушками. Значит, с точки зрения экономической выгоды целесообразно применять в полевых исследованиях приманки EFETOV-S-2 в дозе 50 мкл.
Результаты крымских экспериментов показали, что в отличие от указанных выше видов из родов Theresimima и Jordanita для Rh. (Rh.) pruni наиболее сильными привлекающими свойствами обладал аттрактант EFETOV- S-S-2. На липких слоях ловушек с EFETOV-S-2 и EFETOV-2 мы периодически обнаруживали самцов Rh. (Rh.) pruni, но в незначительном количестве: 1-2 особи на ловушку в неделю. Можно сказать, что R-энантиомер втор- бутилдодецен-2-оата ингибирует аттрактивные свойства S-энантиомера. Именно поэтому при их совместном действии (аттрактант EFETOV-2) мы наблюдали полное подавление или резкое снижение характерного поведенческого ответа самцов Rh. (Rh.) pruni. Высокая привлекающая активность аттрактанта EFETOV-S-S-2 сохранялась при использовании его в разных дозах: 20, 50 и 100 мкл. При этом аттрактивность приманок с EFETOV- S-2, тестируемых в тех же дозах, оставалась стабильно низкой.
Проведённая нами сравнительная оценка биологической активности синтезированных половых аттрактантов позволяет сказать, что существует чёткая зависимость между составом и дозой аттрактанта и ответной реакцией самцов разных видов Procridinae, что необходимо учитывать для усиления аттрактивности и видоспецифичности приманок. Кроме того, нами было установлено, что для восприятия химической молекулы феромона/аттрактанта сенсорным аппаратом самцов Procridinae имеет значение наличие двойной связи в радикале жирной кислоты, хотя положение её может быть различно. Эта гипотеза подтверждается следующими примерами:
1) Непредельные сложные эфиры, а именно: втор-бутилдодецен-2-оат и втор-бутилдодецен-7-оат – привлекают самцов I. (P.) pruni, Rh. (Rh.) pruni, A. (A.) geryon, J. (T.) notata, J. (P.) anatolica (Efetov, Kucherenko, 2020). Но проверка активности втор-бутилдодеканоата (предельного сложного эфира) не выявила его аттрактивности в отношении представителей Procridinae, хотя это вещество привлекло самцов жука Tilloidea unifasciata (Ефетов и др., 2012).
2) Половым феромоном самок Th. ampellophaga является (R)-втор- бутилтетрадецен-7-оат с небольшой примесью (S)-втор-бутилтетрадецен-7- оата (Subchev et al., 1998; erratum 1999). Однако самцы этого вида демонстрируют характерное половое поведение и активно накапливаются в ловушках с половыми аттрактантами EFETOV-2, EFETOV-S-2 и ClOil 135° (последний синтезирован нами из бутанола-2 и полиненасыщенных жирных кислот рыбьего жира, Ефетов и др., 2016а). Компоненты как полового феромона, так и половых аттрактантов имеют одинаковый спиртовой, но разные кислотные радикалы. Структурные вариации заключаются в длине
углеводородного радикала кислоты, положении и количестве двойных связей в нём. Несмотря на это, все вышеперечисленные сложные эфиры обладают аттрактивными свойствами в отношении самцов Th. ampellophaga в отличие от втор-бутилдодеканоата.
Также была предпринята попытка сопоставить возможный ход эволюции половых феромонов у представителей семейства Zygaenidae. Мы проанализировали имеющиеся данные о строении половых феромонов и аттрактантов как у Zygaenoidea, так и у систематически близких надсемейств Sesioidea и Cossoidea и взятого в качестве сестринской группы надсемейства Tortricoidea. Оказалось, что сложные эфиры уксусной кислоты и жирных спиртов являются половыми феромонами и аттрактантами как у представителей семейств Sesiidae (Sesioidea) и Cossidae (Cossoidea), так и Tortricidae (Tortricoidea) (El-Sayed, 2021). Следовательно, указанная группа соединений – эволюционно более древняя, чем сложные эфиры втор- бутилового спирта и жирных кислот. С высокой долей вероятности можно говорить, что появление сложных эфиров втор-бутилового спирта и жирных кислот в качестве половых феромонов является апоморфным признаком трибы Procridini подсемейства Procridinae (Рисунок 6).
Рисунок 6. Схема, отражающая эволюцию строения половых феромонов у Zygaenidae и некоторых других семейств Lepidoptera. Зелёная ветвь на дендрограмме показывает подсемейство Procridinae, у которого феромонами являются сложные эфиры втор-бутилового спирта и жирных кислот
(но не уксусной кислоты и жирных спиртов, как у всех других приведённых таксонов).
18

С другой стороны, наличие сложных эфиров уксусной кислоты и жирных спиртов как половых аттрактантов – это плезиоморфный признак, который характерен для подсемейства Zygaeninae (Zygaenidae), а также семейств Sesiidae, Cossidae и Tortricidae. Все эти данные свидетельствуют о том, что молекулярная структура аттрактивных соединений может быть дополнительным признаком для анализа родственных отношений между таксонами и реконструкции эволюции Lepidoptera, а выявление закономерностей, лежащих в основе биосинтеза компонентов половых феромонов, необходимо для их успешного синтеза.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Сравнение строения известных половых феромонов и аттрактантов
Zygaenidae позволило выявить особенности молекулярной структуры, которые с большой долей вероятности определяют аттрактивные свойства данных веществ. Выявленные закономерности в дальнейшем послужили основой для целенаправленного синтеза половых аттрактантов Procridinae, биологическая активность которых в отношении представителей целевой группы была доказана в ходе исследований в десяти странах мира. Всего в экспериментах было привлечено нашими аттрактантами 2960 самцов Procridinae. Полученные данные о функционировании и строении аттрактантов Procridinae в комплексе с традиционными морфологическими и цитогенетическими подходами были использованы для анализа филогенетических связей Zygaenidae.
Основные результаты исследования представлены в следующих
выводах:
1. Р
Zygaenidae, которые представляют собой сложные эфиры бутанола-2, его R- и S-энантиомеров и додецен-2-овой кислоты. Показано, что прогнозирование молекулярной структуры половых аттрактантов на основе обобщения и систематизации литературных данных о химическом составе и строении природных феромонов является одной из
предпосылок их успешного синтеза.
2. В ходе скрининга установлено, что R- и S-энантиомеры втор-
бутилдодецен-2-оата (в смеси и/или по отдельности) являются половыми аттрактантами, привлекающими самцов 17 видов Zygaenidae, относящихся к шести родам: Illiberis (1 вид), Theresimima (1 вид), Rhagades (3 вида), Adscita (5 видов), Jordanita (6 видов) и Goazrea (1 вид). Впервые обнаружены половые аттрактанты для самцов семи видов Procridinae, а именно: Rhagades (Wiegelia) amasina, Rh. (W.) predotae, Adscita (Procriterna) subtristis, A. (Tarmannita) bolivari, Jordanita (Tremewania) splendens, J. (Solaniterna) subsolana и Goazrea lao.
3. Выявлено, что R- и S-энантиомеры втор-бутилдодецен-2-оата и их рацемическая смесь имеют различную биологическую активность для разных видов целевой группы, а наличие двойной связи и хирального центра в молекуле втор-бутилдодецен-2-оата определяет её аттрактивные свойства.
азработана относительно простая, малостадийная схема получения
ранее неизвестных половых аттрактантов
19

Статистически подтверждено три разных типа взаимовлияния аттрактивных компонентов для самцов разных видов Procridinae. 1) S-энантиомер втор- бутилдодецен-2-оата неактивен и не влияет на аттрактивность R-энантиомера, находясь в равных с ним соотношениях (Theresimima ampellophaga и J. (Tremewania) notata). 2) S-энантиомер втор-бутилдодецен-2-оата неактивен, но полностью или частично ингибирует аттрактивные свойства R-энантиомера при совместном действии (J. (Jordanita) globulariae и J. (S.) subsolana). 3) S- энантиомер втор-бутилдодецен-2-оата активен, но в соотношении 1:1 с малоактивным R-энантиомером аттрактивные свойства S-энантиомера резко снижаются (Rh. (Rh.) pruni).
4. Аттрактивные свойства втор-бутилдодецен-2-оата также доказаны для трёх видов из других семейств Insecta: Argyresthia semifusca (Lepidoptera, Yponomeutidae), Dolicharthria stigmosalis (Lepidoptera, Crambidae) и Tilloidea unifasciata (Coleoptera, Cleridae). Привлечение нецелевых видов на синтезированные половые аттрактанты Zygaenidae свидетельствует в пользу гипотезы об использовании филогенетически удалёнными группами животных одних и тех же веществ в качестве компонентов половых феромонов вследствие относительно экономного расходования энергетических ресурсов, необходимых для биосинтеза новых соединений.
5. Благодаря использованию синтетических половых аттрактантов из серии «EFETOV-2» открыты один новый род и вид Procridinae – Goazrea lao; уточнены границы ареалов Th. ampellophaga, Rh. (Rh.) pruni и J. (J.) globulariae.
6. Разработан способ привлечения и отлова самцов вредителя виноградарства Th. ampellophaga с помощью синтетического полового аттрактанта EFETOV-2. Дополнительно показано, что аттрактивные приманки с энантиомерами втор-бутилдодецен-2-оата – эффективное средство для обнаружения и мониторинга сезонной динамики численности таких видов- вредителей, как Illiberis (Primilliberis) pruni и Rh. (Rh.) pruni.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Разработанный способ привлечения и отлова самцов вредителя
виноградарства в Средиземноморском регионе Th. ampellophaga (патент РФ No2701644) с помощью адгезивных ловушек, содержащих в качестве действующего активного компонента синтетический половой аттрактант EFETOV-2, рекомендовать для обнаружения вида и контроля его численности, как на территориях агробиоценозов, так и в парковой зоне, например субтропических парках Южного берега Крыма, с целью совершенствования системы защиты сельскохозяйственных и декоративных культур от Th. ampellophaga.