ให้ความรู้เกี่ยวกับสัญญาณ

ตั๊กแตนอพยพเกิดขึ้นในระยะต่างๆ กัน: ในระยะโดดเดี่ยว แมลงจะอาศัยอยู่เป็นรายตัวและอยู่ในพื้นที่ ในขณะที่ในระยะอยู่รวมกันเป็นฝูง พวกมันแสดงพฤติกรรมแบบรวมฝูงซึ่งเหมาะกับชื่อของมันว่าเป็นตั๊กแตนอพยพ "ในกรณีส่วนใหญ่ ตั๊กแตนจะอยู่ในระยะสันโดษ ซึ่งพวกมันหลีกเลี่ยงการสัมผัสทางกายภาพกับสัตว์ที่สมรู้ร่วมคิดและกินอาหารค่อนข้างน้อย หากความหนาแน่นของประชากรเพิ่มขึ้นเนื่องจากปริมาณน้ำฝนและอาหารที่เพียงพอ ตั๊กแตนจะเปลี่ยนพฤติกรรมภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง พวกมันสามารถดมกลิ่นได้ มองเห็นและสัมผัสกัน การกระตุ้นทั้ง 3 แบบนี้จะเพิ่มระดับเซโรโทนินและโดพามีนในสมองของตั๊กแตน ทำให้ตั๊กแตนที่อยู่โดดเดี่ยวกลายเป็นตั๊กแตนฝูงที่ก้าวร้าว ว่องไวและมีความอยากอาหารมาก พวกมันยังปล่อยฟีโรโมนรวมตัว ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การจับกลุ่มและเป็นภัยคุกคามอย่างใหญ่หลวงต่อผลผลิตทางการเกษตร การกินเนื้อคนเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงของการอยู่รวมกันเป็นฝูงเท่านั้น" เหอตัน ชาง ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาอธิบาย การทดลองพฤติกรรมกับตั๊กแตนอพยพLocusta migratoriaแสดงให้เห็นว่าอัตราการกินเนื้อคนเพิ่มขึ้นตามจำนวนสัตว์ที่อยู่รวมกันในกรง ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความหนาแน่นของประชากรกับพฤติกรรมกินเนื้อคน เพื่อหาว่าตั๊กแตนที่อยู่รวมกันปล่อยกลิ่นเฉพาะที่ไม่ได้เกิดขึ้นในระยะที่อยู่โดดเดี่ยวหรือไม่ ทีมวิจัยได้วิเคราะห์และเปรียบเทียบกลิ่นทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากตั๊กแตนที่อยู่โดดเดี่ยวและอยู่รวมกันเป็นฝูงในระยะตัวอ่อน จาก 17 กลิ่นที่เกิดขึ้นเฉพาะในระยะที่อยู่รวมกัน มีเพียง phenylacetonitrile (PAN) เท่านั้นที่กลายเป็น สัญญาณ ของกลิ่นที่ขัดขวางตั๊กแตนตัวอื่นในการทดสอบพฤติกรรม เพื่อยืนยันการทำงานของ PAN เพิ่มเติม นักวิทยาศาสตร์ใช้ตั๊กแตนดัดแปลงพันธุกรรมที่ไม่สามารถผลิต PAN ได้อีกต่อไป "เราแสดงให้เห็นว่าเมื่อความหนาแน่นของประชากรเพิ่มขึ้น ไม่เพียงแต่ระดับการกินเนื้อคนจะเพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่สัตว์เหล่านี้ก็ผลิต PAN มากขึ้นเช่นกัน ด้วยการใช้การแก้ไขจีโนม เราสามารถทำลายเอนไซม์ที่รับผิดชอบในการผลิตสารประกอบนี้ได้ สิ่งนี้ทำให้เราสามารถยืนยันผลการต่อต้านการกินเนื้อคนที่รุนแรงได้ เพราะการกินเนื้อคนเพิ่มขึ้นอย่างมากอีกครั้งเมื่อสัตว์ไม่สามารถสร้างสารประกอบได้อีกต่อไป" Hetan Chang กล่าว ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการค้นหาตัวรับกลิ่นที่จดจำ PAN เนื่องจากตั๊กแตนมียีนรับกลิ่นมากกว่า 140 ยีน ทีมวิจัยจึงต้องโคลนยีนให้ได้มากที่สุดและทดสอบพวกมันทีละตัว การทดสอบตัวรับกลิ่นที่แตกต่างกัน 49 แบบโดยใช้กลิ่นที่เกี่ยวข้องมากกว่า 200 กลิ่น ในที่สุดนำไปสู่การระบุตัวรับกลิ่น OR70a ว่าเป็นเครื่องตรวจจับ PAN ที่มีความไวสูงและจำเพาะในตั๊กแตนอพยพLocusta migratoria การทดลองเชิงพฤติกรรมกับตั๊กแตนดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งตัวรับ OR70a ไม่ทำงานอีกต่อไป แสดงให้เห็นอัตราการกินเนื้อคนที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งเป็นผลมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าตั๊กแตนไม่สามารถรับรู้สัญญาณหยุดการกินเนื้อคนได้อีกต่อไปหากไม่มีตัวรับที่เกี่ยวข้อง ฟีโรโมนที่ควบคุมการกินเนื้อคนเป็นการค้นพบใหม่อย่างแท้จริง เนื่องจากการกินเนื้อคนมีผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อการเปลี่ยนแปลงของฝูงตั๊กแตน ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับนิเวศวิทยาประชากรของสัตว์เหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลกระทบของ PAN จึงเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการควบคุมตั๊กแตน Bill Hansson กล่าวว่า "ถ้าคุณยับยั้งการผลิต PAN หรือการทำงานของตัวรับ คุณอาจทำให้ตั๊กแตนมีพฤติกรรมกินเนื้อคนมากขึ้นและอาจควบคุมตัวเองด้วยวิธีนั้น" Bill Hansson กล่าว