Растение "чует" опасность и готовит защиту от насекомых

Растение может начать готовить защитные механизмы, как только уловит запах самца мухи, ищущего партнёршу. К такому выводу пришли энтомологи из Университета Пенсильвании. Похоже, что золотарник высочайший (Solidago altissima), почувствовав половой аттрактант, выделяемый самцами пестрокрылки (Eurosta solidaginis), готовит химическую защиту, делающую его менее привлекательным для самок. Это защищает растение от повреждений, которые те наносят, откладывая яйца.

"В последние годы становится всё яснее, что растения реагируют на запахи, — сказал Марк Мешер, доцент энтомологии. — Но предыдущие примеры касались взаимодействия "растение–растение". Например, некоторые растения реагируют на запах повреждённых соседей, подготавливая собственную защиту. Новизна нашего открытия в том, что, похоже, растения иногда могут чувствовать запах самих насекомых".

Реакция золотарника на эти запахи также, по-видимому, делает его менее привлекательным для других насекомых-фитофагов. Результаты исследования опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Результаты полевого эксперимента

В полевом эксперименте исследователи подвергли часть растений воздействию запаха самца мухи, а затем подсчитали количество растений (как из опытной, так и из контрольной группы), на которых самки отложили яйца. Это определялось по характерным рубцам, остающимся после прокола стебля для яйцекладки.

• Самки значительно реже откладывали яйца на растения, подвергшиеся воздействию запаха самца.
• Вероятность яйцекладки на растениях контрольной группы (не подвергавшихся воздействию запаха) была примерно в четыре раза выше.

Защита от других вредителей

По сравнению с контрольной группой, другие травоядные насекомые (например, жуки) также наносили значительно меньше повреждений растениям золотарника, подвергшимся воздействию запаха мух. Это подтвердилось как в полевых условиях, так и в лабораторных экспериментах.

"Похоже, растение чувствует запах мухи, — объясняет Мешер, — и затем "приводит в готовность" свои защитные системы, чтобы быстрее отреагировать на угрозу".

Эволюционная взаимосвязь

За долгую эволюцию пестрокрылка установила тесную связь с золотарником высочайшим. Самец мухи, появляющийся на северо-востоке США обычно в середине мая, садится на верхние листья золотарника и выделяет химическую смесь, привлекающую самок. После спаривания самка откладывает яйца только в стебель золотарника.

Через несколько недель после вылупления личинок на стебле растения образуется галл (шарообразный нарост). Хотя галл не убивает растение, оно производит меньше семян, которые к тому же мельче и имеют меньшую вероятность прорасти.

"Растения, которые могут предвидеть атаку мухи и защититься от повреждений, оказываются более успешными, производя семена более высокого качества для следующего поколения, — сказал Джон Тукер, доцент энтомологии. — Должно быть, это даёт сильное преимущество растениям, способным чувствовать запах мухи".

Неизвестный механизм и перспективы

Учёные пока не знают, как именно золотарник обнаруживает запах мухи. "Наше понимание обоняния растений в целом остаётся довольно ограниченным", — признался Мешер.

Однако исследователи полагают, что и другие растения могут использовать запахи насекомых для обнаружения опасности. "Я подозреваю, что такое может происходить у многих растений, — сказал Тукер. — Но мы пока не знаем, насколько это широко распространено".