Защита папоротников от травоядных

В отличие от цветковых растений, орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum) не выделяет летучих сигналов для привлечения врагов своих вредителей.

Исследователи из Института химической экологии Макса Планка (Йена, Германия) выяснили, что папоротник орляк не выделяет летучих органических соединений при нападении насекомых-вредителей. Это отличает его от многих эволюционно более молодых цветковых растений, которые используют такие выбросы для привлечения паразитов или хищников травоядных насекомых (например, наездников).

Ключевые результаты:

• При механическом повреждении (с помощью робота MecWorm) или атаке личинок специализированного вредителя Strongylogaster multifasciata или всеядного Spodoptera littoralis папоротник выделял лишь минимальное количество летучих веществ.
• Гормон жасмоновая кислота, который у цветковых растений запускает синтез защитных летучих соединений (например, терпеноидов), почти не обнаруживался в повреждённых листьях папоротника.
• Однако прямое нанесение жасмонной кислоты или её предшественников (OPDA и линоленовой кислоты) на листья папоротника вызывало выделение характерного букета летучих веществ, аналогичного реакции цветковых растений. Биохимический путь синтеза этих терпеноидов у папоротников оказался тем же, что и у цветковых.

Выводы:

Папоротники, несмотря на эволюционный возраст более 400 млн лет, в принципе способны к мобилизации косвенной химической защиты через летучие вещества. Однако в естественных условиях они, по-видимому, её не используют. Учёные предполагают, что для защиты от травоядных орляку достаточно прямых средств — высокотоксичных веществ в листьях (инданоны, цианогенные гликозиды, танины). Косвенная защита через летучие сигналы могла развиться позже, в контексте эволюции цветковых растений, например, для привлечения опылителей.