MECHANIZM OF SURVIVING IN CONDITIONS OF HOSTILE MICROBIOCENOSIS


Cite item

Full Text

Abstract

The article presents the results of a literature review of publications devoted to secretions of defensive glands of beetles and their influence on organisms in case of hostile biocenosis. The author has summarised the problems of relationship between the chemical defence of beetles sp. and variability of organisms falling into the zone of influence of the components (exudates) used by anthropods as defence and signal substances. Most often these secretions have a strong odor. The “quinoidous” scents are contained in secretions of species producing quinones and their derivatives. The “carbolic” odor is contained in scents produced by species producting phenol and cresol. The “lemon” odor in hymenopterous and certain beetle secretions containing the terpenes citral and/or citronellal. The toxic substances entering into the composition of the secretions of glands of arthropods are used against natural enemies, predators and parasites, and when coming into contact with flowering plants, seeds of agricultural plants in storage, with microorganisms and also with generative and somatic cells of aquatic and terrestial animals, act as one of factors of natural selection. As it was shown in the article, some series of defensive exudates possess mutagenicactivity-such exudates may not only destroy but also produce variation in organisms at the DNA level. The wide distribution of beetles producing substances with genetic activity makes it expedient to introduce a special term to characterize them. We propose to call such species mutagenophores. The article represents in brief the original theory of natural variation of organisms and emphasizes its focal and chemical nature. In the article the author presents the results of his investigations in study of interaction of water solution of 1,4-benzoquinone and hydroquinone with DNA Escherichia coli by the method of electronic paramagnetic resonance and discusses the original methodic of reproduction of model of neuropolymeosite on linear mice DBA/2 through oral injectionof hydroquinone (1 figure, bibliography: 64 refs).

About the authors

M. V. Listov

S. M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Saint Petersburg, Russia

References

  1. Pavlovsky Е. Uber den Ban der Stinkdriisen von Gnaptor spinimanus Pall. (Coleoptera, Tenebrionidae) im Hinblick auf die Morphologie der Steinschen Drxisen. Revue Russe d’Entomologie. 1915; 15: 18-30.
  2. Pavlovsky Е. On the structure of odorous glands of Gnaptor spinimanus Pall. (Coleoptera, Tenebrionidae) in connection with the morphology of the matte glands. Work on functional and comparative morphology. Leningrad; 1967: 386-95. Russian@@Павловский Е. Н. О строении пахучих желез Gnaptor spinimanus Pall. (Coleoptera, Tenebrionidae) в связи с морфологией штейновских желез. Работы по функциональной и сравнительной морфологии. Л.; 1967: 386-95.
  3. Schildknecht H., Weis K. H. Uber die Tenebrioniden-Chinone bei lebendem und totem Untersuchungsmaterial. 7. Mitteilung uber Insekten-abwehrstoffe. Ztschr. Naturforsch. 1960; 15: 757.
  4. Pasteels J. M. Le systeme glandulaire tegumentaire des Aleocharinae (Coleoptera, Staphylinidae) et son evolution chez les especes termitophiles du genre Termitella. Arch.biol. 1968; 79 (3): 381-469.
  5. Brand J. M., Blum M. S., Fales H. M., Pasteels J. M. The chemistry of the defensive secretion of the bee le. Drusilla canaliculata. J. Insect Physiol. 1973; 19 (2): 369-82.
  6. Blum M. S., Crewe R. M., Pasteels J. M. Defensive secretionof Lomechusa strumosa, a myrmecophilous beetle. Ann. Entomol. Soc. Amer. 1971; 64 (4): 975-6.
  7. Kistner D. H., Blum M. S. Alarm pheromone of Lasius (Dendrolasius) spathepus(Hymenoptera:Formicidae)and its possible mimicry by two species of Pella (Goleoptera, Staphylinidae). Ann. Entomol. Soc. Amer. 1971; 64 (3): 589-94.
  8. Shearer D. A., Boch R. Gitral intheNassonoffpheromoneof the honey bee. J. Insect Physiol. 1966; 12 (12): 1513-21.
  9. Butler C. G., Calam D. H. Pheromonesofthehoneybee. The secretion of the Nassonoff gland of the worker. J. Insect Physiol. 1969; 15 (2): 237-44.
  10. Wheeler J. W., Happ G. M., Araujo J., Pasteels J. M. Y-DodecalactonefromRovebeetles.TetrahedronLett. 1972; 46: 4635-8.
  11. Schildknecht H. Protective substances of arthropods and plants. Pontif. Acad. Sci. Scripta Varia. 1977; 3: 59-107.
  12. Abou-Donia S. A., Fish L., Pattenden G. Iridodial from the odoriferous glands of Staphylinus olens (Coleoptera: Staphylinidae). Tetrahedron Lett. 1971; 43: 4037-8.
  13. Forsyth D. J. The structure of the defence glands in the Dytiscidae, Noteridae, Haliplidae and Gyrinidae (Coleoptera). Trans. Roy. Entomol. Soc. London. 1968; 120 (6): 159-81.
  14. Kanehisa K., Shiraga T. Morphological study of the pygidial defensive systems in carabid beetles. Ber. Ohara Inst. landwirt. Biol. Okayama Univ. 1978; 17 (2): 83-94.
  15. Schildknecht H., Maschwitz U., Winkler H. Zur Evolution der Carabiden-Wehrdrüsensekret. Naturwissenschaften. 1968;55 (3): 112-7.
  16. Kanehisa K., Murase M. Comparative study of the pygidial defensive systems of carabid beetles. Appl. Entomol. Zool. 1977; 12 (3): 225-35.
  17. Eisner T., Swithenbank C., Meinwald J. Defence mechanisms of arthropods. 8. Secretion of salicylaldehyde by a carabid beetle. Ann. Entomol. Soc. Amer. 1963; 56 (1): 37-41.
  18. Moore В. P., Wallbank В. E. Chemical composition of the defensive secretion in carabidbeetlesanditsimportance as a taxonomic character. Proc. Roy. Entomol. Soc. London. 1968; 37 (5/6): 62-72.
  19. Moore В. P., Brown W. V. Chemical composition of the defensivesecretion in Dyschirius Bonelli (Coleoptera: Carabidae: Scaritinae) and its taxonomic significance. J. Austral. Entomol. Soc. 1979; 18 (2): 123-5.
  20. Schildknecht H. Zur Chemie des Bombardier-Kafers. Angew. Chem. 1957; 69: 62-3.
  21. Eisner T., Jones T. H., Aneshansley D. J., Tschinkel W. R., Silberglied R. E., Meinwald J. Chemistry of defensive secretions of bombardier beetles(Brachinini, Metriini, Ozaenini, Paussini). J. Insect Physiol. 1977; 23 (11/12): 1383-6.
  22. White A., Handler Ph., Smith E., Hill R., Lehman I. Principlesof Biochemistry. Vol. 1. Moscow: Mir; 1981. 539. Russian@@Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р. Основы биохимии. Т. 1. М.: Мир; 1981. 539.
  23. Schildknecht H., Holoubek K. Die Bombardierkafer und ihre Explosionschemie. Angew. Chem. 1961; 73: 1-7.
  24. Aneshansley D. J., Eisner T., Widon J. M., Widom B. Biochemistry at 100 °C: Explosive secretory discharge of bombardier beetles (Brachinus). Science. 1969; 165 (3888): 61-3.
  25. Jeffrey D. Defensive reaction time of bombardier beetles. An investigation of the speed of a chemical defense. J. Chem. Ecol. 1979; 5 (5): 691-701.
  26. Eisner T. The protective role ofthespraymechanismofthe bombardier-beetle, Brachinus ballistarius Lec. J. Insect Physiol. 1958; 2: 215-20.
  27. EisnerT.,KlugeA.F., CarrelJ.E.,MeinwaldJ. Defense of phalangid: Liquid repellent administered by leg dabbing. Science. 1971; 173 (3997): 650-2.
  28. Collins R. P. Carbonyl compounds produced by the bedbug, Cimex lectularius. Ann. Entomol. Soc. Amer. 1968; 5: 1338-40.
  29. Tschinkel W. R. Unusual occurrence of aldehydes andketones in the defensive secretion of the tenebrionid beetle, Eleodes beameri. J. Insect Physiol. 1975; 213: 659-71.
  30. Eisner T., Hurst J. J., Meinwald J. Defence mechanisms of arthropods. XI. The structure, function and phenolic secretions oftheglandsofachordeumoidmillipedeanda carabid beetle Psyche. 1963; 70: 94-116.
  31. Estable C., Ardao M. I., Brasil N. P., Fieser L. F. Gonyle-ptidine. J. Amer. Chem. Soc. 1955; 77: 4942.
  32. Ladisch R. K., Suter M. S. A., Demer C. Antibacterial properties of ethylquinone. Proc. Penn. Acad. Sci. 1967; 41: 94-6.
  33. Engelhardt M., Rapoport Н., Sokoloff A. Odoroussecretionof normal and mutant Tribolium confusum. Science. 1965; 150 (3636): 632-3.
  34. Listov M. V. Microsporidiosis and coccidosis - protozoan diseases of Tribolium species (Coleoptera, Tenebrionidae). Parazitologiya. 1976; 10 (3): 268-73. Russian@@Листов М. В. Микроспоридиоз и кокцидиоз - протозойные заболевания малых хрущаков (Coleoptera, Tenebrionidae). Паразитология. 1976; 10 (3): 268-73.
  35. Haig M., Florentine G. J., Pratt J. J. Quinone production of some species of Tribolium. J. Insect Physiol. 1978; 24 (12): 785-90.
  36. Listov M. V. Chemical defens in arthropoda and organism’s variation. Leningrad: Nauka. 1989: 3-158. Russian@@Листов М. В. Химическая защита у членистоногих и изменчивость организмов. Л.: Наука. 1989: 3-158.
  37. Shemyakin M. M., Khokhlov A. S., Kolosov M. N., Bergel’son L. D., Antonov V. K. Chemistry of antibiotics. Мoscow: 1961; 1: 3-775. Russian@@Шемякин М. М., Хохлов А. С., Колосов М. Н., Бергельсон Л. Д., Антонов В. К. Химия антибиотиков. М.: 1961; 1: 3-775.
  38. Lind C., Hochstein P., Ernster L. DT-diaphorase as quinone reductase: a cellular control device against semiquinone and superoxide radical formation. Arch. Biochem. Biophys. 1982; 216 (1): 178-85.
  39. Fridovich I. Superoxide dismutases. Ann.Rev.Biochem. 1975; 44: 147-59.
  40. Listov M. V., Mamykin A. I. Organism as a biological system, adapted to the use of quantized energy of electron transport by free radicals. Vestnik Ros. voen.-med. akad. 2016; 4 (56): 200-4. Russian@@Листов М. В., Мамыкин А. И. Организм как биосистема, адаптированная к использованию квантованной энергии транспорта электрона свободными радикалами. ВестникРос.воен.-мед.акад.СПб.:2016;4 (56): 200-4.
  41. Listov L. V., Mamykin A. I. Oxigen anion-radicalasafactorof the depolarization and excitement of the cell membrane. Clin. pathophysiol. 2014; 3: 34-9. Russian@@Листов М. В., Мамыкин А И. Анион-радикал кислорода как фактор деполяризации и возбуждения клеточной мембраны. Клин. патофизиол. 2014; 3: 34-9.
  42. Labunskiy V. V., Vasilenko M. M. Toxicology of benzoquinones and naphthoquinones and methods of the prevention work with its. Charkov: 1973; 3-12. Russian@@Лабунский В. В., Василенко М. М. Токсикология бензохинонов, нафтохинонов и меры профилактики при работе с ними. Харьков: 1973; 3-12.
  43. Ladisch R. K., Suter M. S. A. Sweat glandcarcinomaproducedin mice by insectQuinines.Proc.Penn.Acad.Sci.1968;42: 87-91.
  44. Williston S. W. Protective secretions of species of eleodes. Psyche. 1884; 4: 168-9.
  45. Kendall D. A. The structure of glands in some Tenebrionidae and Nilionidae. Trans. Roy. Entomol.Soc.London.1974;125 (4): 437-87.
  46. Meinwald J., Koch K. F.,Rogers J. E., Eisner T.Biosynthesisof simple p-benzo-quinones ιn a beetle (Eleodes longicollis). J. Amer. Ghem. Soc. 1966; 88: 1590-2.
  47. Wirtz R. A., Taylor S. L., Semey H. G. Concentrations of substituted p-benzo-quinones and 1-pentadecene in the flourbeetles Tribolium madens (Charp.) and Tribolium brevicornis (Lee.) (Coleoptera, Tenebrionidae). Comp. Biochem. Physiol. 1978; 61 (2): 287-90.
  48. Ladisch R. K., Ladisch S. K., Howe P. M.Quinonesecretionsin grain and flour beetles. Nature. 1967; 215 (5104): 939-40.
  49. Tschinkel W. R. Phenols and quinones from the defensive secretions of the tenebrionid, Zophobas rugipes. J. Insect Physiol. 1969; 15 (2): 191-200.
  50. Eisner T., Tappey J. H., Hicks K., Silberglied R. E., Meinwald J. Quinones and phenols in the defensive secretions of neotropical opilionids. J. Chem. Ecol. 1977; 3 (3): 321-9.
  51. Hadorn E., Niggli H. Mutations in Drosophila after chemical treatment of gonads in vitro. Nature. 1946; 157 (3980): 162-3.
  52. Levan A., Tjio J. H. Induction ofchromosomefragmen-tation by phenols. Hereditas. 1948; 34 (4): 453-84.
  53. Roth L. M., Howland R. B. Studies on the gaseoussecretion of Tribolium confusum (Duval). 1. Abnormalities produced in T. confusum Duv. by exposure to a secretion given off by the adults. Ann. Entomol. Soc. Amer. 1941; 34: 151-75.
  54. Harmful substances in industry. Leningrad; 1976; 2: 3-624. Russian@@Вредные вещества в промышленности. Л.; 1976; 2: 3-624.
  55. Surrey of compounds which have been tested for carcinogenic activity. US Department of health education, and welfarepublichealth service. Bethesda; 1961-1967;438: 3-488.
  56. Walling C. Chemistry of the organic peroxides. Radiat. Res. 1963. Suppl. 3: 3-16.
  57. Mamykin A. I., Listov M. V. Relaxation kinetics of free radicals and electron transfer in liquid substances of an organizm. Izvestiya SPbGETU “LETI”. 2010; 3: 55-60. Russian@@Мамыкин А. И., Листов М. В. Кинетика релаксации свободных радикалов и перенос электрона в жидких субстанциях организма. Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2010; 3: 55-60.
  58. Mamykin A., Listov M., Rassadina A. Sensor Properties of Cellular Membrane. IEEE Abstract Book. 2017; 2 (2): 60-1.
  59. Haber F., Weiss J. The catalytic decomposition of hydrogen peroxide by iron salts. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 1934; 861: 332-51.
  60. Listov M. V., Toropov D. K., Rodionov G. G. Experimental substantiation of free-radical etiology of systemic connective tissue diseases on models of polymyositis and hematologic exophthalmos. Fiziologiya. 2007; 414 (5): 715-7. Russian@@Листов М. В., Topoпов Д. К., Родионов Г. Г. Экспериментальное обоснование свободно-радикальной этиологии системных заболеваний соединительной ткани на моделях полимиозита и гемозависимого экзофтальма. Физиология. 2007; 414 (5): 715-7.
  61. Listov M. V.The spectroscopy of electron transfer features byfreeradicalsinnormal or pathology conditions. Journal of new medical tehnologies. 2017; 2 (3-4). е-Edition. Russian@@Листов М. В., Мамыкин А. И., Рассадина А. А. Спектроскопия особенностей переноса электрона свободными радикалами в норме и патологии. Вестник новых медицинских технологий. 2017; 2 (3-4). Электронное издание. Доступен по: http://www.medtsu.tula.ru/ VNMT/Bulletin/E2017-2/3-4.pdf (27.09.17).
  62. Listov M. V., Odinak M. M., Klochkov N. D., Tikhonova L. P. Ferment-zavisimy model polymiozita u mychaey linie DBA/2. Doklady Biological Sciences. 1999; 366 (2): 269-70. Russian@@Листов М. В., Одинак М. М., Клочков Н. Д., Тихонова Л. П. Фермент-зависимая модель полимиозита у мышей линии DBA/2. ДАН. Физиология.1999; 366 (2): 269-70.
  63. Listov M. V. Chemical defense in arthropoda and its probable role in evolution. I. Structure and function of defense glands. Entomological review. 1982; 61 (4): 126-40. Russian@@Листов М. В. Химическая защита у членистоногих и изменчивость организмов. I. Строение и функция защитныx желез членистоногих. Энтомол. обозр. 1982; 61 (4): 845-56.
  64. Listov M. V. Chemical defense in arthropoda and its probable role in evolution. II. Genetic activity of some component of defensive exudates of arthropods. Entomological review. 1983; 62 (4): 166-89. Russian@@Листов М. В. Химическая защита у членистоногих и изменчивость организмов. II. Генетическая активность соединений, входящих в состав защитных экссудатов членистоногих. Энтомол. обозр. 1983; 62 (4): 859-77.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Listov M.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».