Растения под атакой могут превратить голодных гусениц в каннибалов

Когда растительноядная гусеница становится каннибалом, даже если вокруг ещё много растений? Когда растение, которым она питается, делает каннибализм лучшим вариантом.

«Часто всё начинается с того, что одна гусеница кусает другую за зад, и та начинает сочиться. А дальше всё катится по наклонной», — говорит профессор Джон Оррок из Университета Висконсин-Мэдисон, автор нового исследования, опубликованного 10 июля в Nature Ecology & Evolution. Работа показывает, как растения, защищаясь от насекомых, могут побуждать их к каннибализму.

Исследование началось с вопроса: может ли томатное растение стать настолько невкусным, чтобы травоядная гусеница предпочла листьям своего сородича?

Оррок, его постдок Брайан Коннолли и студент Энтони Китчен провели серию экспериментов с томатными растениями и гусеницами совки (beet armyworm) — важным сельскохозяйственным вредителем.

Растения не могут убежать, но многие вырабатывают защитные химические вещества, такие как метилжасмонат. Это соединение также действует как «химический крик», предупреждая соседние растения об опасности.

Эксперимент 1: Защита растений и поведение гусениц

Исследователи опрыскали томаты в контейнерах контрольным раствором или разными концентрациями метилжасмоната (низкой, средней, высокой) и поместили в каждый по восемь личинок гусениц.

• В контрольной группе и при низкой концентрации гусеницы полностью съедали растение, прежде чем обратиться к каннибализму.
• Растения, обработанные самым высоким уровнем метилжасмоната, остались практически нетронутыми. Гусеницы на этих хорошо защищённых растениях становились каннибалами гораздо раньше.

Эксперимент 2: Выбор между листом и сородичем

В другом эксперименте в контейнеры с листьями (необработанными или обработанными умеренной дозой метилжасмоната) помещали по одной живой личинке. В некоторые контейнеры также добавляли замороженных-размороженных гусениц в качестве потенциальной пищи.

• Гусеницы, имевшие доступ только к защищённым листьям и мёртвым сородичам, раньше переходили к каннибализму и съедали значительно меньше растительного материала.

Выводы

С точки зрения растения, это выгодный исход: травоядные превращаются друг в друга. Каннибалы не только поедают вредителей, но и теряют аппетит к растительной ткани, вероятно, потому что уже сыты. Каннибалы на защищённых растениях росли с той же скоростью, что и гусеницы на незащищённых растениях, которые сначала съедали листву. В то же время гусеницы на защищённых растениях без доступа к мёртвым сородичам ели мало и плохо росли.

«Это жутко и мрачно, — добавляет Коннолли, — но это передача энергии».

Следующий шаг — выяснить, ускоряет ли каннибализм распространение патогенов среди насекомых, и изучить это поведение в менее ограниченных, естественных условиях.

«Исследование предполагает, что, возможно, нам стоит отдать растениям должное. Вместо того чтобы пассивно ждать, растения активно реагируют на среду мощной защитой, которая заставляет гусениц с большей вероятностью поедать друг друга», — заключает Оррок.