Растения превращают гусениц в каннибалов
Растения подвергаются нападению со стороны многочисленных травоядных, и многие растения в процессе эволюции выработали защиту против них. Недавно был обнаружен очень интересный защитный механизм - помидоры научились превращать гусениц в каннибалов, чтобы те питались не растениями, а друг другом.
Травоядные вредители часто переключаются на поедание друг друга, когда их пища плохого качества или иссякает. Известно, что некоторые растения влияют на поведение вредителей, делая их более хищными по отношению к другим видам. Но до сих пор было неясно, могут ли растения непосредственно вызвать каннибализм у гусениц.
Интегративный биолог Джон Оррок и его коллеги из Висконсинского университета в Мэдисоне запустили защитную реакцию на помидорах (Solanum lycopersicum), обрабатывая их различными количествами метилжасмоната (MeJA). Это переносимое по воздуху химическое вещество, которое выделяют растения, чтобы предупредить друг друга об угрозе вредителей. Под воздействием MeJA помидоры производят токсины, которые делают их менее питательными для насекомых.
Затем исследователи запустили на помидоры гусениц обычного вредителя, совки малой (Spodoptera exigua). Восемь дней спустя они заметили, что растения, более интенсивно обработанные MeJA, потеряли меньше биомассы по сравнению с контрольными растениями или с теми, которые получили более слабую обработку.
Затем исследователи решили проверить, вызвала ли реакция растений каннибализм у гусениц. Они обработали помидоры метилжасмонатом, после чего кормили листьями обработанных и необработанных растений отдельных гусениц в контейнерах, в которых также содержалось определенное количество мертвых гусениц. Через два дня было отмечено, что гусеницы, питающиеся листьями обработанных растений, раньше переключались на мертвых гусениц и съели их больше, чем те, которые питались листьями контрольных растений.
Гусеницы всегда будут есть друг друга в конце концов, но разница в сроках имеет решающее значение, говорит Оррок, «если растения могут побуждать вредителей есть друг друга раньше, будет больше растений, оставшихся нетронутыми». Но он также предупреждает, что затраты у растения на активацию этого защитного механизма очень высоки. «Вполне возможно, что растения будут находить баланс и решать, достаточно ли серьезна атака, чтобы активировать защиту».
Этот ранее неизвестный способ защиты может изменить динамику взаимоотношений растений и травоядных, эволюцию растений и передачу патогенов.
[John Orrock, Brian Connolly & Anthony Kitchen. Induced defences in plants reduce herbivory by increasing cannibalism. Nature Ecology & Evolution, 10 July 2017]