Насекомые манипулируют фенотипом растений для своей «жизни в уединённом гнезде»

Исследователи из Национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST) обнаружили новое явление: в галлах (растительных «гнёздах»), которые образуют некоторые виды тлей, внутренняя стенка галла активно поглощает и удаляет водянистые отходы жизнедеятельности (падь). Накопление этой пади внутри закрытых галлов могло бы убить тлей.

Тли питаются исключительно флоэмным соком растений и выделяют большое количество водянистой пади. Часть видов тлей образует галлы на растениях-хозяевах и ведёт в них социальную жизнь. У большинства таких видов солдатские нимфы выбрасывают падь через отверстия в галлах. Однако некоторые социальные тли образуют полностью закрытые галлы без отверстий. Как они справляются с падью внутри, оставалось неизвестным.

Ключевое открытие: тли Nipponaphis monzeni, образующие полностью закрытые галлы на вечнозелёном дереве Distylium racemosum, не накапливают падь внутри, хотя её выделяют сотни особей. Эксперименты показали, что внутренняя ткань таких галлов активно поглощает водные растворы.

• Дистиллированная вода, введённая в галл, полностью поглощалась за 20 часов.
• Растворы сахарозы поглощались хуже с ростом концентрации.
• Концентрация сахара в пади N. monzeni (<0.5%) оказалась достаточно низкой для эффективного поглощения тканью галла.
• Поглощённая жидкость удаляется через сосудистую систему растения.

Сравнение с другими видами: Исследователи сравнили галлы разных видов тлей:

• Закрытые галлы (например, у N. monzeni и Ceratovacuna nekoashi): внутренняя стенка гидрофильна и имеет губчатую структуру, обладает свойством поглощения воды.
• Открытые галлы (например, у Tuberaphis styraci и Ceratovacuna japonica): внутренняя стенка гидрофобна, покрыта толстым восковым слоем и не поглощает воду. Солдаты этих видов вручную выбрасывают падь через отверстия.

Вывод: Способность поглощать воду — это не свойство вида растения, а результат манипуляции со стороны вида тли, образующего галл. Наблюдается чёткая закономерность: все исследованные полностью закрытые галлы поглощают воду, а все открытые — нет.

Экологический смысл: Это решает гигиеническую проблему для тлей в закрытых галлах, которые защищены от врагов, но не могут физически удалить отходы. Таким образом, тли, манипулируя морфогенезом и физиологией растения, создают для себя условия для долгосрочной «жизни в уединённом гнезде» (su-gomori life).

Результаты опубликованы 14 ноября 2012 года (JST) в журнале Nature Communications.