Растения, атакуемые гусеницами, "зовут на помощь" хищников

26 августа 2010 года

Табак защищается от гусениц бражника Manduca sexta, питающихся его листьями, с помощью их естественных врагов - выделения гусениц запускают химический "сигнал SOS", который привлекает к растению хищных клопов, сообщают ученые в статье, которая будет опубликована в пятничном выпуске журнала Science.

Силке Аллманн (Silke Allmann) и Иэн Болдуин (Ian Baldwin) из Института химической экологии Макса Планка изучили механизмы реакции растений на попытки его съесть. Как поясняет Аллманн, растение может "почувствовать" пищеварительные ферменты, которые попадают на лист с ротовыми выделениями гусениц. Детально исследовав механизм этой реакции, ученые обнаружили, что "покушение" гусеницы на лист приводит к усиленному выделению конкретного летучего соединения, (E)-2-гексенала.

Это соединение, по мнению ученых, является своеобразным "сигналом SOS", адресованным клопам рода Geocoris - естественным врагам гусениц бражника.

"Мы предположили, что повышенная выработка (E)-2-гексенала может привлекать хищников, поскольку там, где личинки бражника только что вылупились и начали есть листья табака, мы всегда находили клопов рода Geocoris", - сказал Болдуин, чьи слова приводит пресс-служба института.

Чтобы проверить это предположение, ученые провели серию экспериментов с яйцами бражника и различными концентрациями (E)-2-гексенала и его изомера, (Z)-3-гексенала. Они прикрепили яйца насекомого к листьям дикорастущего табака, а рядом разместили ватные палочки, смоченные "духами" из летучих соединений листа. Затем ученые вернулись к листьям спустя 12 часов и 24 часа и проверили, как концентрация (E)-2-гексенала повлияла на судьбу прикрепленных яиц.

Оказалось, что там, где ученые установили приманку из (Z)-3-гексенала, хищники съели 8% яиц - против 24% съеденных в случае (E)-2-гексенала. Как отмечают авторы статьи, их особенно поразила скорость реакции: хищники появились менее чем через 24 часа, а для того, чтобы "переключиться" на нужный изомер, растению требуется менее часа. Другие защитные механизмы устроены сложнее и работают гораздо медленнее, так что скорость и точность "наведения" хищника делает этот метод эффективной стратегией борьбы растений с насекомыми.

Ученые считают, что гусениц "выдает" фермент, содержащийся в ротовых выделениях. Этот фермент, полагает Аллманн, может быть изомеразой - катализатором структурных превращений изомеров: он, вероятно, изменяет соотношение Z- и E-изомеров гексенала в сторону роста концентрации последнего. Интересно, что выделения гусениц совок рода Spodoptera действовали гораздо слабее, так что это явно "прицельный" сигнальный механизм для борьбы с гусеницами бражника, пишут ученые.

Как считают Аллманн и Болдуин, вещество-"предатель" может быть необходимо гусеницам для защиты от вредных микроорганизмов. (E)-2-гексенал - это мощный антибиотик, который может быстро убивать вредные для гусениц бактерии на поедаемых листьях. Таким образом, его опасная особенность компенсируется защитой от бактериальных инфекций, предполагают авторы работы.