Листья хищных растений пахнут цветами, чтобы привлечь добычу

В Юго-Восточной Азии листья хищного растения Nepenthes rafflesiana биохимически имитируют цветы для ловли насекомых.

Насекомые, привлечённые широким спектром летучих соединений, сравнимых с теми, что обычно выделяют цветы, попадают в ловушку кувшинообразных листьев растения. Это открытие, опубликованное в Journal of Ecology, сделали биологи и химики из Лаборатории ботаники и биоинформатики архитектуры растений (Франция) и Университета Брунея на Борнео.

Хищные растения приспособились к бедной питательными веществами среде, ловя и переваривая мелких животных, в основном насекомых. Nepenthes rafflesiana, обильно растущая на севере Борнео, имеет кувшинообразные листья с липкой «слюной», которая захватывает насекомых и не даёт им сбежать. Эти листья развили целый ряд черт, общих с цветами: они производят нектар, часто имеют яркую окраску и покрыты ультрафиолетовыми узорами, которые давно интриговали учёных, начиная с Дарвина.

Работая с химиками, Бруно Ди Джусто, Мишель Геру и Лоранс Гом-Вьяль показали, что эти листья также способны производить цветочные запахи для привлечения добычи. Открытие основано на наблюдении, что в зависимости от положения на растении (на уровне земли или в воздухе) кувшины ловят разную добычу. Воздушные (верхние) кувшины растения имеют приятный запах и ловят широкий спектр насекомых, в то время как наземные кувшины почти не пахнут и ловят в основном муравьёв.

Сравнение добычи и эксперименты

Исследователи сравнили насекомых, посещающих два типа кувшинов в полевых условиях. Воздушные кувшины, даже помещённые на землю, привлекали больше насекомых, особенно разнообразных насекомых, которые обычно питаются цветочным нектаром или пыльцой: мух, комаров, бабочек, жуков, пчёл, ос и т.д.

Затем команда провела ольфактометрические эксперименты. Муравьи (обычные посетители листьев) и мухи (обычные посетители цветов) должны были выбрать между контрольным отсеком с пульсирующим воздухом и отсеком с воздухом и запахами свежесрезанных кувшинов. В отсутствие визуальных стимулов насекомые предпочитали пахучий отсек, а мух сильнее привлекал запах воздушных кувшинов, чем наземных.

Анализ летучих соединений

Учёные собрали запахи, выделяемые кувшинами на растениях, с помощью техники адсорбции-десорбции: кувшин помещали в пластиковый пакет без запаха, прокачивали через него воздух и улавливали летучие соединения на фильтры. Фильтры отправили во Францию для анализа на Платформе химической экологии CEFE в Монпелье. Химик Жан-Мари Бесьер идентифицировал соединения.

Результаты

Воздушные ловушки Nepenthes rafflesiana производят разнообразные летучие соединения, производные жирных кислот, а особенно бензольные и терпеновые соединения, которые обычно выделяют цветы-генералисты (опыляемые разными типами насекомых), а также большое количество некоторых редких соединений со сладкими и сахаристыми запахами.

Наземные кувшины, которые растение производит в ювенильной фазе, выделяют гораздо меньше ароматических соединений и привлекают в основном муравьёв. Воздушные кувшины (производимые взрослым лазающим растением) выделяют обилие этих запахов, что позволяет им расширить спектр добычи до летающих насекомых, типичных посетителей цветов.

Эти ароматические ловушки могут вдохновить программы по контролю вредителей сельскохозяйственных культур или переносчиков болезней, таких как комары. Один из многих вопросов, которые теперь решают учёные, — как растению удаётся не ловить собственных опылителей.