Бергамотен — привлекательный и смертельный для Manduca sexta
Табачный бражник Manduca sexta — важный опылитель дикого табака Nicotiana attenuata, но из отложенных им на листьях яиц вылупляются прожорливые личинки. Учёные из Института химической экологии Макса Планка (Йена, Германия) описали ген в Nicotiana attenuata, который позволяет растению решить дилемму, когда опылитель одновременно является опасным вредителем. Ген NaTPS38 регулирует выработку летучего соединения (E)-α-бергамотена.
- Ночью цветы табака производят этот аромат, привлекательный для взрослых бражников.
- Днём листья табака испускают то же соединение, чтобы привлечь хищных клопов, которые поедают яйца и личинок Manduca sexta.
Как работает механизм
Учёные обнаружили, что ген NaTPS38 активируется при атаке насекомых. Исследования показали:
- (E)-α-бергамотен в цветах (ночью) увеличивает успех опыления, заставляя бражника дольше удерживать хоботок в цветке.
- (E)-α-бергамотен в листьях (днём) действует как косвенная защита, привлекая естественных врагов гусениц.
Таким образом, тканеспецифичная эмиссия одного соединения позволяет растению оптимально взаимодействовать с Manduca sexta.
Уникальность гена и эволюция
Ген NaTPS38 необычен: хотя он очень похож на монотерпенсинтазу, он отвечает за производство сесквитерпена (E)-α-бергамотена. Анализ показал, что этот ген возник в результате дупликации гена монотерпенсинтазы и затем приобрёл новую функцию. Этот уникальный эволюционный процесс, вероятно, произошёл до расхождения видов семейства Паслёновых (Solanaceae).
Экологическая плейотропия
Тот факт, что один ген в Nicotiana attenuata опосредует и опыление, и защиту, является примером экологической плейотропии. Это явление, по-видимому, довольно распространено у растений, и данная работа демонстрирует, как взаимодействие между разными экологическими факторами (опылители и травоядные) важно для эволюции растений.