Giao tiếp hóa học và Pheromone

Cách động vật gửi và nhận các thông điệp hóa học giữa các cá thể — đánh dấu lãnh thổ, thu hút bạn tình, báo động và tổ chức toàn bộ xã hội thông qua mùi hương.

Definition

Giao tiếp hóa học là sự truyền thông tin giữa các sinh vật bằng tín hiệu hóa học, và pheromone là các chất hóa học được một cá thể tiết ra để gây ra một phản ứng hành vi hoặc sinh lý cụ thể ở một cá thể khác cùng loài, bổ sung cho sự điều hòa hóa học nội bộ được thực hiện bởi hormone.

Scope

Chủ đề này bao gồm giao tiếp hóa học giữa các sinh vật: định nghĩa và các loại pheromone và các chất bán hóa học khác, quá trình sản xuất và phát hiện các tín hiệu này, cũng như các phản ứng sinh lý và hành vi mà chúng gợi ra, bao gồm các hiệu ứng giải phóng (releaser effects) lên hành vi và hiệu ứng khởi động (primer effects) lên sinh lý. Nó đề cập đến vai trò của tín hiệu hóa học trong sinh sản, tổ chức xã hội và phòng thủ ở động vật. Phạm vi bao phủ mang tính so sánh và cơ chế.

Core questions

• Pheromone là gì và chúng khác hormone như thế nào?
• Động vật sản xuất và phát hiện tín hiệu hóa học bằng cách nào?
• Pheromone kích hoạt những loại phản ứng nào?
• Giao tiếp hóa học tổ chức sinh sản và đời sống xã hội như thế nào?

Key theories

Khái niệm pheromone

Karlson và Lüscher định nghĩa pheromone là các chất được một cá thể tiết ra bên ngoài và được một cá thể khác cùng loài tiếp nhận, trong đó chúng giải phóng một phản ứng cụ thể, phân biệt các tín hiệu hóa học bên ngoài với các hormone bên trong.

Hiệu ứng giải phóng và hiệu ứng khởi động

Pheromone hoạt động như các chất giải phóng (releasers), kích hoạt một phản ứng hành vi tức thì như giao phối hoặc báo động, hoặc như các chất khởi động (primers), tạo ra những thay đổi sinh lý chậm hơn như thay đổi trạng thái sinh sản, mở rộng giao tiếp hóa học vượt ra ngoài tín hiệu đơn giản.

Mechanisms

Động vật tổng hợp các chất hóa học tín hiệu trong các tuyến chuyên biệt và giải phóng chúng vào không khí hoặc nước hoặc lắng đọng chúng trên bề mặt. Các cá thể nhận phát hiện các phân tử này bằng các thụ thể hóa học — thường là các hệ thống khứu giác chính hoặc khứu giác phụ chuyên biệt như cơ quan vomeronasal ở nhiều động vật có xương sống hoặc các thụ thể râu nhạy cảm ở côn trùng — được điều chỉnh để nhận biết các hợp chất cụ thể, đôi khi phản ứng với nồng độ cực kỳ thấp. Tín hiệu sau đó gợi ra một phản ứng: pheromone giải phóng (releaser pheromones) kích hoạt hành vi tức thì như thu hút bạn tình, đi theo đường mòn hoặc báo động, trong khi pheromone khởi động (primer pheromones) gây ra những thay đổi sinh lý chậm hơn, ví dụ như đồng bộ hóa hoặc ức chế sinh sản hoặc điều hòa đẳng cấp trong các loài côn trùng xã hội. Bởi vì các tín hiệu như vậy phối hợp hành vi và sinh lý giữa nhiều cá thể, giao tiếp hóa học là nền tảng cho việc tìm bạn tình, đánh dấu lãnh thổ, nhận dạng cha mẹ–con cái, phòng thủ và tổ chức các xã hội động vật phức tạp.

Clinical relevance

Nghiên cứu về giao tiếp hóa học cung cấp thông tin cho việc kiểm soát côn trùng gây hại và côn trùng truyền bệnh thông qua bẫy pheromone và sự gián đoạn, đồng thời góp phần vào việc tìm hiểu sinh lý hóa cảm giác. Mục này là tài liệu tham khảo giáo dục chứ không phải hướng dẫn y tế.

History

Việc Butenandt phân lập được bombykol, chất hấp dẫn giới tính của loài bướm tằm, đã cung cấp pheromone được xác định hóa học đầu tiên, và Karlson cùng Lüscher đã giới thiệu thuật ngữ pheromone vào năm 1959. Edward O. Wilson và những người khác đã chỉ ra cách các tín hiệu hóa học tổ chức hành vi của côn trùng xã hội, thiết lập giao tiếp hóa học như một phương thức điều hòa chính ở động vật.

Key figures

• Peter Karlson
• Martin Lüscher
• Adolf Butenandt
• Edward O. Wilson

Seminal works

• karlson1959
• hill2016
• randall2002

Frequently asked questions

Pheromone khác hormone như thế nào?

Hormone là các chất truyền tin hóa học hoạt động bên trong cơ thể một con vật, trong khi pheromone được tiết ra bên ngoài và tác động lên một cá thể khác cùng loài.

Sự khác biệt giữa pheromone giải phóng và pheromone khởi động là gì?

Pheromone giải phóng gây ra phản ứng hành vi tức thì, chẳng hạn như tiếp cận bạn tình, trong khi pheromone khởi động gây ra những thay đổi sinh lý chậm hơn, chẳng hạn như thay đổi trạng thái sinh sản của một con vật.