Растения могут извлечь выгоду из феромона тревоги тлей
Если в вашем здании утром сработало 10 ложных пожарных тревог, человеческая природа — проигнорировать 11-й сигнал.
Аналогично, тли, выращенные на растениях, генетически модифицированных для выделения соединения, предупреждающего окружающих тлей о хищнике, привыкают к этому химическому веществу и перестают на него реагировать — даже в присутствии хищника. Об этом сообщают исследователи из Корнеллского университета и Института Бойса Томпсона (BTI) в онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences от 3 августа.
В обычных условиях, когда божья коровка ловит и кусает тлю, жертва выделяет феромон тревоги — бета-фарнезен, заставляющий ближайших тлей уходить или падать с растения. Исследователи заинтересованы в защите растений от тлей с помощью генетически модифицированных культур, производящих бета-фарнезен, или традиционных методов селекции, скрещивающих культуры с растениями (например, некоторыми дикими и культурными сортами картофеля и перечной мятой), которые естественным образом производят этот феромон.
Результаты имеют значение для контроля популяций тлей на сельскохозяйственных культурах, которые можно модифицировать так, чтобы тли не реагировали на предупреждения о божьих коровках и других хищниках, становясь легкой добычей.
Однако, как показывает это исследование, «простое создание растений, производящих бета-фарнезен, не сделает их устойчивыми», — сказал Георг Яндер, старший автор статьи. «Когда мы добавляем в систему божьих коровок, тли, привыкшие к феромону тревоги, поедаются ими больше», — добавил он.
В исследовании тли, постоянно выращенные на генетически модифицированных растениях Arabidopsis thaliana, производящих бета-фарнезен, привыкали к феромону в течение трех поколений и переставали на него реагировать, хотя сами продолжали его производить. Привыкшие тли действительно производили больше потомства, возможно, потому что тратили меньше энергии на побег и могли больше сосредоточиться на питании. Тем не менее, нормальные тли имели более высокую выживаемость в присутствии хищников и, вероятно, вытеснили бы привыкших тлей в естественных условиях.
Исследование также показало, что 15% генов у нормальных тлей демонстрировали измененную экспрессию в течение 30 минут после воздействия бета-фарнезена, но «тли, выращенные на растениях с феромоном тревоги, не проявляют этого изменения в экспрессии генов».
Результаты раскрывают системный ответ на феромон. «Состояние страха — это не просто побег, оно меняет физиологию тли, — сказал Яндер. — Но эти изменения экспрессии генов не происходят у привыкших тлей, значит, сигнальный путь каким-то образом изменен».