Лилия-обманщица дурит мух: Лилия Соломона имитирует дрожжевой запах, чтобы заманить плодовых мушек в ловушку

Ученые из Института химической экологии Макса Планка в Йене (Германия) раскрыли случай обмана, длящийся 40 миллионов лет. Arum palaestinum, или лилия Соломона, привлекает дрозофилид (плодовых мушек) в качестве опылителей, выделяя пахучие молекулы, похожие на те, что образуются при спиртовом брожении гниющих фруктов, вызванном дрожжами.

Растение создает иллюзию присутствия дрожжей, просто производя шесть химических веществ, которые вместе в определенной смеси создают в мозгу мухи впечатление брожения. Среди выделяемых летучих соединений — два вещества, которые очень редко встречаются у растений, но типичны для вина и уксуса — фактически, побочные продукты активности дрожжей. Ученые показали, что аромат лилии воздействует на глубоко консервативный нейронный путь, специфично настроенный на запахи дрожжей. Таким образом, лилия Соломона использует для своих целей миллионолетний инстинкт мух. (Current Biology, 7 октября 2010 г.)

Растения-похитители мух

Многие цветковые растения зависят от насекомых-опылителей. Хотя их услуги часто вознаграждаются нектаром, Arum palaestinum обманывает своих опылителей. Это растение, также называемое лилией Соломона, производит в своих фиолетово-черных цветках запах, для человеческого носа наиболее похожий на фруктовое вино. Оно привлекает этим запахом плодовых мушек, но, в отличие от других цветов, не дает награды в виде нектара. Мухи оказываются в ловушке в цветке на ночь и выпускаются только на следующий день.

Drosophila melanogaster тоже обманывают

Ученые собрали и проанализировали этот запах, а также исследовали и определили виды дрозофилид, пойманных растением. Они изучили реакции насекомых на разные пахучие молекулы и провели нейрофизиологические измерения на мухах.

Исследования показали, что Arum palaestinum привлекает в среднем 140 мух на одно растение, в основном из восьми разных видов Drosophila, включая известную лабораторную "рабочую лошадку" и домашнего вредителя Drosophila melanogaster. Растение выделяло 14 химических соединений, на которые реагировали антенны мух. Большинство из них были эфирами.

"Самыми замечательными компонентами букета были ацетат 2,3-бутандиола и ацетат ацетоина", — объясняет руководитель исследования Маркус Стенсмир. Эти молекулы не характерны для ароматов цветковых растений, но типичны для уксуса, особенно бальзамического, и вина — то есть являются продуктами дрожжевого брожения. Эти два соединения, а также еще четыре, также возникающие при дрожжевом брожении, показали самые сильные и стабильные сигналы в электроантеннограммах.

Два рецептора, один обман

Нейрофизиологические эксперименты показали, что электроантеннограммы мух, подвергнутых воздействию естественных запахов (гниющих персиков, бананов, красного вина Lambrusco или бальзамического уксуса), поразительно напоминали записи от мух, подвергнутых воздействию запаха лилии. Это говорит о том, что для мухи эти запахи очень похожи.

"Мухи не могут отличить лилию от гниющих фруктов — их обманывает лилия, потому что она имитирует дрожжевой запах, хотя и не предлагает дрожжи в пищу", — говорит Йоханнес Штёкль. Насекомые остаются голодными, будучи пойманными в цветке на 24 часа.

С помощью трансгенных мух, экспрессирующих кальций-чувствительный репортер активности, ученые смогли проследить активность стимуляторов дрожжевого запаха в мозгу мух. Функциональная визуализация показала, что было активировано одиннадцать различных обонятельных рецепторов. Поскольку лилия обманывала разные виды дрозофилид, вероятно, среди активированных были эволюционно древние рецепторы, что и подтвердилось.

"Последовательности двух обонятельных рецепторов, а именно Or42b и Or92a, высококонсервативны. Вероятно, эти гены выполняют критическую функцию "детекторов дрожжей" у большинства, если не у всех, дрозофилид", — объясняет директор института Билл Ханссон.

Является ли лилия Соломона теперь окончательным решением для избавления кухни от мух? "Поскольку они цветут раз в год и всего несколько часов, чашка уксуса — все еще лучший вариант. Однако в часы цветения я могу вас заверить, что на вашей кухне не останется ни одной мухи!" — говорит Маркус Стенсмир.