Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2021
Идентификатор DOI: 10.15372/SJFS20210507
Ключевые слова: pheromones, chemical communication, density functional theory, atomic and electronic structure, absorption spectra, феромоны, химическая коммуникация, теория функционала плотности, атомная и электронная структуры, спектры поглощения
Аннотация: Сибирский шелкопряд ( <i>Dendrolimus sibiricus</i> Tschetv.) - один из наиболее опасных вредителей таёжных лесов. В связи с частыми масштабными вспышками популяции и расширением ареала обитания вредителя, исследованы компоненты полового феромона, с помощью которого особи сибирского шелкопряда привлекают партнёров для спаривания. ФеПоказать полностьюромонная коммуникация - сложный многостадийный процесс, включающий синтез феромона, распространение пахучих веществ в окружающей среде, восприятие феромонного сигнала другими особями, поведенческую реакцию особей, принимающих сигнал. К факторам, обеспечивающим эффективную передачу феромонного сигала, относятся возможность сохранения химического состава и конформации молекул при распространении в воздушной среде, а также их способность в определённое время разлагаться под действием внешних факторов. Устойчивость и реакционная способность молекул определялись их физико-химическими характеристиками. Структурные и спектральные свойства молекул, обеспечивающие устойчивость феромона сибирского шелкопряда к факторам внешней среды, исследованы с помощью методов компьютерного молекулярного моделирования. Квантово-химические расчёты выполнены с использованием метода функционала плотности B3LYP/DFT, широко применяемого для исследования небольших органических молекул. Проведен детальный анализ атомной и электронной структуры молекул в основном и возбуждённом состоянии, рассчитаны спектры поглощения молекул. Определены длины волн и интенсивность поглощения. На основе полученных данных сделан вывод об устойчивости компонентов феромона к воздействию солнечного света, проведена оценка возможности изменения химического состава и структуры молекул в результате поглощения ультрафиолетового излучения. Полученные рассчитанные данные сопоставлены с данными о суточных паттернах насекомых. The Siberian silk moth <i>Dendrolimus sibiricus </i>Tschetv. is one of the most dangerous pests of taiga forests. Large-scale outbreaks of the population and the expansion of the pest’s habitat attract scientists to the study of insect sex pheromones. The Siberian silk moths use pheromones to attract mating partners. Pheromone communication is a complex multistage process, including the synthesis of pheromone, the spread of odorous substances in the environment, the perception of the pheromone signal by other individuals, and the behavioral response of individuals receiving the signal. Effective transmission of the pheromone signal is ensured due to the preservation of the chemical composition and conformation of molecules during propagation in the air, as well as their ability to decompose at a certain time under the influence of external factors. The stability and reactivity of molecules is determined by their physicochemical characteristics. Structural and spectral properties of molecules were investigated using methods of computer molecular modeling. Quantum chemical calculations were performed using the density functional theory B3LYP/DFT, which is widely used to study small organic molecules. A detailed analysis of the atomic and electronic structure of molecules in the ground and excited states was carried out, and the absorption spectra of molecules were calculated. The wavelengths and absorption intensity were determined. Based on the data obtained, a conclusion was made about the stability of pheromone molecules to the effects of sunlight, an assessment was made of the possibility of changing the chemical composition and structure of molecules as a result of absorption of ultraviolet radiation. The calculated data obtained were compared with the data on the daily patterns of insects.
Журнал: Сибирский лесной журнал
Выпуск журнала: № 5
Номера страниц: 60-70
ISSN журнала: 23111410
Место издания: Красноярск
Издатель: Красноярский научный центр СО РАН