Бабочка использует защитные соединения плодов физалиса в своих интересах

Исследователи из Института химической экологии Общества Макса Планка обнаружили, что специализированная бабочка Heliothis subflexa извлекает пользу из вторичных растительных компонентов, превращая исходную защитную функцию этих соединений в собственное преимущество. Витанолиды, присутствующие в растениях физалиса, обычно действуют как иммунодепрессанты и антифиданты (средства, подавляющие питание) у насекомых. Удивительно, но Heliothis subflexa использует эти растительные защиты для усиления собственной иммунной системы. Более того, витанолиды защищают бабочку от вредного воздействия патогенных бактерий. Новое исследование демонстрирует уникальную выгоду от специализации на растениях-хозяевах.

Витанолиды обеспечивают H. subflexa прямой и косвенной защитой

Исследователи измерили и сравнили влияние витанолидов на относительный прирост веса, выживаемость и иммунный статус у двух видов бабочек: специалиста Heliothis subflexa и генералиста Heliothis virescens. Из более ранних исследований было известно, что у специалиста иммунный ответ слабее, чем у близкородственного генералиста. «Мы были удивлены, обнаружив, что только Heliothis subflexa извлекает пользу из витанолидов, увеличивая рост личинок и активность иммунной системы, но не его близкий родственник Heliothis virescens», — говорит руководитель исследования Ханна М. Хайдель-Фишер.

Кроме того, исследовательская группа обнаружила, что витанолиды защищают специалиста, но не генералиста, от подавляющих рост эффектов инфекции, вызванной бактериальным патогеном Bacillus thuringiensis. «Личинки Heliothis subflexa теоретически могут получать выгоду от плодов физалиса двумя способами: во-первых, витанолиды проявляют антибактериальную и иммуностимулирующую активность. Кроме того, плод физалиса покрыт чашечкой, которая создает так называемое пространство, свободное от врагов», — заключает соавтор Хайко Фогель.

Физалис: растение с перспективными свойствами

Лекарственное значение растений физалиса в основном связано с присутствием стероидных лактонов — витанолидов. Витанолиды проявляют потенциальную противораковую, противовоспалительную и апоптотическую активность. Однако фактическая роль витанолидов в растениях физалиса — защита от травоядных. Было показано, что витанолиды являются мощными антифидантами, а также иммунодепрессантами у насекомых. Эти эффекты могут быть связаны с возможным взаимодействием витанолидов с путями передачи сигналов в клетках.

Heliothis subflexa: специалист по физалису

В отличие от своего близкого родственника Heliothis virescens (генералиста, который питается растениями как минимум 14 различных семейств, но не физалисом), личинки Heliothis subflexa питаются исключительно плодами физалиса, и это единственный вид Heliothis, который это делает. Плод физалиса заключен в тонкостенную вздутую чашечку, называемую «фонариком». Этот «фонарик» обеспечивает так называемое пространство, свободное от врагов, для питающихся плодами личинок Heliothis subflexa, что было показано в более ранних исследованиях.

Дальнейшие исследования будут сосредоточены на механизме, с помощью которого специализированная бабочка обходит защиту растений. Кроме того, запланированы эксперименты для выяснения влияния витанолидов на бактериальные сообщества на поверхности растения, а также в кишечнике насекомого-специалиста.