Diapauza u owadów, fenomen umożliwiający przetrwanie trudnych warunków środowiska

Abstrakt

Aby przetrwać niekorzystne, występujące cyklicznie w ciągu roku warunki środowiska, owady wytworzyły różne mechanizmy adaptacyjne. Jednym z nich jest diapauza, szeroko rozpowszechniona, pozwalająca przetrzymać krytyczny okres oraz zsynchronizować rozwój i procesy rozrodcze do warunków panujących w środowisku. Diapauza może być zjawiskiem obligatoryjnym występuje w każdym pokoleniu, niezależnie od warunków w jakich żyją owady, lub  fakultatywna, pojawiające się tylko w odpowiedzi na zmiany natężenia określonych czynników. Głównymi induktorami diapauzy są fotoperiod, temperatura, wilgotność, zagęszczenie populacji i związana z tym dostępność pokarmu. Diapauza występuje w specyficznym dla danego gatunku momencie cyklu życiowego – stadium zarodka, larwy, poczwarki lub imago. Zatrzymanie rozwoju i obniżenie tempa metabolizmu u diapauzujących owadów związane jest z wyciszaniem wielu genów. Jednak szacuje się, że około 4% puli genowej stanowią loci, specyficzne dla diapauzy, co świadczy o tym, że jest to proces znajdujący się pod złożoną kontrolą molekularną. Zjawisko jest dynamicznym procesem, składającym się z następujących po sobie faz, prediapauzy, poprzedzającej zatrzymanie rozwoju, diapauzy, czyli właściwego okresu uśpienia i postdiapauzy, okresu spoczynku, poprzedzającego powrót do pełnej aktywności.

In order to survive the unfavorable environmental conditions that occur cyclically throughout the year, insects developed various adaptive mechanisms. A perfect example of such a mechanism is diapause, widespread, allowing to survive a critical period and synchronize development and reproductive processes with optimal conditions. Diapause can be obligatory, occurring in every generation, regardless of environmental conditions, or facultative, occurring only in response to specific environmental cues. Factors that induce diapause are photoperiod, temperature, humidity, population density and related food availability. Diapause occurs at a species-specific point in the life cycle - embryo, larva, pupa or imago. The arrest of development and a decrease in the rate of metabolism in diapausing insects is associated with the silencing of many genes, however some of them are up regulated. It is estimated that about 4% of the gene pool are loci specific for diapause, which proves an often postulated thesis that it is an process under complex molecular control. Diapause is a dynamic process consisting of successive phases, prediapause, which preceds developmental arrest, truly developed diapause, i.e. the proper period of dormancy, and post-diapause, the period of rest, preceding reassumption of full activity.