Перевод названия: Modeling of Forest Insect Pheromone Communication System. Female as a Source of Information
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2014
Ключевые слова: Forest insect, communication system, reliability, pheromon, production, female, behavior, modeling, лесные насекомые, системы коммуникации, надежность, феромоны, генерация, самки, поведение, моделирование
Аннотация: Система феромонной связи у насекомых-филлофагов рассмотрена с точки зрения ее эффективности как коммуникационной системы. Для анализа системы феромонной коммуникации выбраны насекомые из отряда чешуекрылых (Lepidoptera). Проанализированы данные по 250 видам насекомых из трех семейств - коконопрядов (Lasiocampidae), пядениц (GeometrПоказать полностьюidae) и волнянок (Lymantriidae). Для самок этих видов оценены специфичность химического состава комплекса феромонов и число компонентов феромона. Характеристики комплексов феромонов чешуекрылых насекомых и возможные стратегии поведения самок при генерации феромонного сигнала моделируются с использованием методов теории информации, теории полезности и теории игр. Дана оценка сопряженности разных типов химических соединений в составе многокомпонентных феромонов. Уникальность феромонного сигнала отдельного вида чешуекрылых достигается многокомпонентностью состава феромона. При этом жестких связей между наличием или отсутствием отдельных компонентов в многокомпонентном феромоне не обнаружено. Предложена модель, объясняющая закономерности состава многокомпонентных феромонов. Немонотонность кривой относительной частоты видов насекомых с различных числом компонентов объяснена исходя из представления о компромиссе между увеличением эффективности поиска самки самцами этого же вида и ростом числа индивидуальных компонентов феромонов, а также сложностью синтеза многокомпонентых феромонов. Для оценки достоверности модельного описания использован критерий Колмогорова-Смирнова. Рассмотрены возможные механизмы усиления феромонного сигнала, связанные с агрегацией большого числа особей на ограниченном участке. Если самки в процессе привлечения особей противоположного пола агрегируются, то в этом случае источником феромонов является уже не отдельная особь, а группа самок и интенсивность группового потока молекул феромонов определяется как интенсивностью выделения феромонов отдельной особью, так и числом самок в скоплении. Для оценки эффективности групповой стратегии привлечения использован аналог теоретико-игровой задачи «дилемма заключенного» для простейшей ситуации, в которой рассматриваются двое игроков (в данном случае самок, способных генерировать феромон). Рассмотренные подходы позволили оценить надежность функционирования системы феромонной коммуникации у насекомых-филлофагов. The system of pheromone communication in insects-phyllophagous was considered in terms of its effectiveness as a communication system. A selected lepidopterous insect ( Lepidoptera ) was chosen for analysis of pheromone communication system. We analyzed data on 250 species of insects from three families - Lasiocampidae, Geometridae, Lymantriidae. Specificity of the chemical composition of the complex pheromones and pheromone component count was assessed for all of these females. Characteristics of complexes of insect pheromones and possible female strategies of behavior were modeled using the methods of information theory, utility theory and game theory. We estimated complementarity for various types of chemical compounds in pheromone composition. The uniqueness of the pheromone signal of separate species of Lepidoptera is achieved by using a multi-component pheromone. There are no hard links between existence or absence of individual components in multi-component pheromones. The model was proposed for explanation of regularities of pheromone composition. Nonmonotonic of relative frequency of insect species curve with different number of components can be explained in terms of a trade-off between increasing the efficiency of males seeking females of the same species with an increasing number of individual components and the complexity of the synthesis of pheromones multi-component pheromones. The Kolmogorov-Smirnov test was used to assess the validity of the model description. Possible mechanisms of pheromone signal amplification studied were associated with the aggregation of a large number of individuals in a limited area. If females in the process of attracting individuals of the opposite sex are aggregated, then the source of pheromones is not a private individual, but a group of females, and the intensity of the flow of the group of molecules is defined as the intensity of pheromone release pheromones individual animals and the number of females in the cluster. The analogy game-theoretic problem «Prisoner's dilemma» use for evaluating of the effectiveness of the group strategy to attract for the simplest case, which dealt with two players - the females capable of generating pheromone. The proposed approach allows evaluation of the reliability of the pheromone communication system in insects - phyllophagous.
Журнал: Сибирский лесной журнал
Выпуск журнала: № 6
Номера страниц: 69-79
ISSN журнала: 23111410
Место издания: Новосибирск
Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Издательство Сибирского отделения Российской академии наук