Насекомые, как и люди, проходят через период полового созревания. У насекомых этот процесс называется метаморфоз, когда гусеница превращается в бабочку, личинка — в муху. Долгое время неизвестным оставалось то, какие внутренние механизмы отвечают за процесс преобразования строения организма насекомого, и почему он является необратимым. Ученые Калифорнийского университета в Риверсайде разрешили эту задачу. Результаты исследований помогут контролировать рост популяции насекомых-вредителей.

Использовав плодовую мушку как модельный организм, исследователи обнаружили, что общее количество ДНК дрозофилов инициирует производство стероидных гормонов, которые сигнализируют о начале метаморфоза. А конкретнее, клетки, которые продуцируют стероидные гормоны дублируют их ДНК без деления клеток. Ученые обнаружили, что это количество ДНК в стероидных гормоно-продуцирующих клетках является предельным показателем созревания насекомого, оно также определяет, когда у насекомых начинается метаморфоз.

Ученые сравнили накопление ДНК с годичными кольцами деревьев, которые указывают на возраст дерева. По словам исследователя энтомолога Калифорнийского университета Наоки Яманака, количество ДНК является внутренним таймером, благодаря которому насекомое понимает, когда ему подрастать.

Исследователи также определили, причину необратимости процесса метаморфоза у насекомых и периода полового созревания у людей. Объясняется это тем, что после начала репликации (удвоения) ДНК молекулы не могут вернуться в прежнее состояние. После того, как клетки увеличивают количество ДНК и начинают производить стероидные гормоны, начинается точка невозврата; они не могут вернуться в свое детство.

Полученные результаты могут быть использованы для контроля роста популяции насекомых, угрожающих сельскохозяйственным культурам, путем воздействия на их стероидные гормоны, а также для помощи полезным насекомым, к примеру, пчелам.

Научные сотрудники будут продолжать исследование, сосредоточив свое внимание на шмелях и комарах для того, чтобы понять, находится ли в их организмах подобный внутренний таймер.