Przeczytaj
Feromony (gr. pherein – przekazywać, hormon – pobudzać) to grupa związków chemicznych produkowanych i wydzielanych przez zwierzęta w celu zainicjowania określonych reakcji fizjologicznych lub behawioralnych u innych osobników, przeważnie tego samego gatunku. Tylko nieliczne feromony oddziałują międzygatunkowo.
Substancje zaliczane do feromonów uwalniane są wraz z wydzielinami gruczołów skórnych, śliną, moczem i kałem. Zależnie od struktury chemicznej związku feromony docierają do innych osobników wraz z powietrzem, wodą lub w wyniku bezpośredniego kontaktu. Zasięg i szybkość rozprzestrzeniania się tych związków są różne i zależą od pełnionej funkcji. Znane są feromony, których zasięg działania jest stosunkowo niewielki, oraz takie, które oddziałują nawet w promieniu kilkunastu kilometrów, np. wydzielany przez samice jedwabnika morwowego (Bombyx mori) bombykol może zwabić samce z odległości ponad 11 km. Różny jest także czas aktywności związków feromonowych. Substancje mające na celu przekazanie informacji o potencjalnym zagrożeniu (tzw. feromony alarmowe) wykazują silne, ale krótkotrwałe działanie.
Percepcja feromonów
Komunikacja wewnątrzgatunkowa przebiegająca za pośrednictwem feromonów jest możliwa dzięki ich odziaływaniu na receptoryreceptory. U owadów narządem biorącym udział w odbiorze bodźców feromonowych są obecne na czułkach włoski olfaktorycznewłoski olfaktoryczne. Feromony zaadsorbowane na ich powierzchni dyfundują, czyli samorzutnie przenikają do ich wnętrza. Następnie ulegają rozpuszczeniu w znajdującym się tu płynie, a potem docierają do receptorów, wywołując określoną reakcję fizjologiczną lub behawioralną.
U kręgowców za odbiór feromonów odpowiada narząd Jacobsona (narząd przylemieszowy, VNO), umiejscowiony po obu stronach przegrody nosowej. Jamę tego narządu wyścieła nabłonek zmysłowy zawierający komórki receptorowe, podporowe i podstawne. Funkcję receptorów pełnią neurony czuciowe. Ich wystające ponad powierzchnię nabłonka dendryty zakończone pęcherzykiem z rzęskami zdolne są do detekcji związków feromonowych. Aksony neuronów czuciowych przekazują powstałe na skutek działania feromonu pobudzenie dalej – do opuszki węchowej oraz struktur układu limbicznego, odpowiedzialnych za świadomą lub nieuświadomioną reakcję na ten bodziec.
Narząd Jacobsona jest dobrze rozwinięty u większości ssaków (szczególnie u zwierząt drapieżnych i przeżuwaczy). Narząd ten występuje również u ludzi w stadium embrionalnym; jego funkcja zanika wraz z dorastaniem.
Poza ssakami narząd Jacobsona mają płazy i większość gadów (oprócz żółwi), u których jest on głównym narządem powonienia. Ptaki i ryby nie posiadają narządu lemieszowo‑nosowego. Za zmysł węchu u ryb odpowiadają nozdrza ulokowane na pysku. Z kolei u ptaków komunikacja chemiczna nie odgrywa istotnej roli, stąd też brak u nich narządu Jacobsona.
Klasyfikacja feromonów
Feromony dzielimy według różnych kryteriów.
Na podstawie funkcji biologicznych tych związków wyodrębniono feromony płciowe, dyskryminujące, ścieżkowe, znakujące, odstraszające, alarmowe i agregacyjne.
W innej klasyfikacji feromonów, opartej na typie reakcji osobnika i na czasie potrzebnym do jej zainicjowania, wyodrębniono tylko dwie grupy feromonów: sygnalizujące i modyfikujące.
sygnalizujące (wywoławcze) – powodują natychmiastową reakcję behawioralną. Do tej grupy należą np. feromony ścieżkowe;
modyfikujące (inicjujące) – wywołują reakcję fizjologiczną z pewnym opóźnieniem. Przykładowo, dzięki feromonom tego typu młody osobnik uczy się rozpoznawać rodziców.
Po uwzględnieniu właściwości fizycznych i sposobu rozprzestrzeniania się feromonów podzielono je również na: lotne, kontaktowe i płynne.
lotne – służą do szybkiego przekazywania informacji, ponieważ szybko ulegają rozproszeniu;
kontaktowe – służą do przekazywania informacji w wyniku bezpośredniego kontaktu;
płynne – feromony organizmów wodnych.
Aż do lat 90. XX wieku uważano, że feromony są głównie substancjami jednoskładnikowymi. Założenie to wynikało z niedoskonałości metod w początkowym okresie badań nad feromonami – wykrycie składników występujących w znacznie niższych stężeniach niż główny składnik nie było wówczas możliwe.
Obecnie wiadomo, że większość feromonów jest mieszaniną wielu składników, z których jeden ma szczególne znaczenie, decydujące o rodzaju oddziaływania mieszaniny. Przykładowo, psy są w stanie wyczuć stan rui u suk, ale – dzięki osobniczym domieszkom feromonów, odmiennych dla każdego zwierzęcia – mogą też rozpoznać konkretną sukę. Świadczy to o tym, że substancje wydzielane przez poszczególne zwierzęta są niepowtarzalne, choć wykazują cechy wspólne charakterystyczne dla danego gatunku.
U ludzi wykrywanie feromonów jest bardzo trudne z uwagi na ich niskie stężenie oraz brak specyficznych testów potwierdzających ich istnienie i działanie. Co więcej, przedmiotem badań nad feromonami powinny być osoby pozbawione węchu, ponieważ działanie feromonu powinno być ukierunkowane na odbiór przez narząd Jacobsona, a nie główny narząd węchowy.
Badania nad feromonami u ludzi wykazały m.in. istnienie męskiego androstadienonu i żeńskiego estratetraenolu, ale ich działanie nie zostało w pełni wyjaśnione. Ponadto narząd Jacobsona u ludzi jest najlepiej rozwinięty u noworodków, a wraz z wiekiem zanika. U części osób dorosłych nie stwierdza się go w ogóle, a u pozostałych występuje jedynie w szczątkowej formie. Niemowlęta reagują na zapach i związki feromonowe matki, co służy rozpoznawaniu jej (noworodki słabo widzą) i utrzymywaniu z nią silnej więzi. Same też wytwarzają feromony, co zapewne stanowi ewolucyjne przystosowanie mające na celu skłonienie dorosłych do opieki nad całkowicie bezradnym potomstwem.
Znaczenie biologiczne
Związki chemiczne zaliczane do feromonów regulują aktywność rozrodczą, umożliwiają identyfikację płci (warunkując dobór płciowy), ułatwiają opiekę nad potomstwem, określają hierarchię społeczną w populacji, informują inne osobniki o potencjalnym zagrożeniu oraz umożliwiają orientację w terenie. W przypadku zwierząt bytujących w środowisku wodnym (np. ryb) uwalniane przez nie związki feromonowe umożliwiają synchronizację tarła oraz odpowiadają za regulację zachowań migracyjnych.
Słownik
inaczej narząd przylemieszowy (ang. vomeronasal organ - VMO); dodatkowy narząd zmysłu powonienia, występujący u niektórych zwierząt kręgowych
wyspecjalizowana komórka (lub fragment dendrytu neuronu czuciowego) zdolna do odbioru ściśle określonych bodźców docierających zarówno ze środowiska zewnętrznego, jak i wewnętrznego
specjalne struktury występujące na czułkach owadów; na ich powierzchni adsorbowane są feromony