Новая модель для анализа цветового зрения тлей
Тли — одни из наименее желанных посетителей сада. Эти мелкие насекомые могут наносить значительный ущерб в сельском хозяйстве. Исследователи из Боннского и Кассельского университетов представили две новые модели для анализа цветового зрения тлей и их реакции на растения. Исследование опубликовано в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences.
Известно, что тли особенно привлекает жёлтый цвет, поэтому в сельском хозяйстве иногда используют жёлкие цветовые ловушки для мониторинга вредителей. В данном исследовании учёные разместили в поле более 200 ловушкоцветов около 70 различных оттенков в течение двух весенних сезонов.
С помощью спектрометра они измерили спектры отражения каждого цвета для каждой длины волны. Это позволило объективно количественно оценить цвета, что важно, так как насекомые воспринимают их иначе, чем люди.
Данные отражения и поведенческие данные (количество пойманных тлей на ловушку) легли в основу двух математических моделей. Цель — найти корреляцию между ними и определить, какие длины волн решающи для реакции тли.
Две модели со схожими результатами
В первую модель учёные включили известные данные о том, какие фоторецепторы стимулируются у тлей при поиске пищи. Вторая модель, основанная на методе частичной регрессии наименьших квадратов (PLSR), использовала только поведенческие данные и спектры отражения.
Обе модели пришли к сходным выводам:
- Они подтвердили предпочтение тлей жёлтому цвету.
- Они указали на специфический нейронный механизм, контролирующий зрительное поведение тлей.
Сходство результатов удивило исследователей и указывает на его надёжность, а не на математический артефакт.
Мост между биологией и сельским хозяйством
Исследование сочетает биологию и агронауку. Тли редко служат моделью в нейробиологии, а в сельском хозяйстве столь детальные поведенческие анализы часто не применяются.
Новые модели могут помочь оптимизировать сельскохозяйственные практики, например:
- Мульчирование, которое меняет визуальный фон посевов и может "скрывать" растения-хозяева от вредителей.
- Попытки изменить цвет листьев через селекцию или специальное удобрение.
Исследование уже показало, что листья пшеницы, удобренные низкими дозами азота, привлекательнее для тлей, чем при интенсивной азотной подкормке.
Почему жёлтый?
Остаётся открытым вопрос, почему тлей привлекает именно жёлтый, хотя их пища — зелёные листья. Физиологическое объяснение есть, но польза такого поведения для самих тлей пока неясна.
В будущих исследованиях учёные планируют детальнее изучить влияние УФ-излучения, что важно как для защиты растений, так и с биологической точки зрения. Также есть предварительные данные, что некоторые виды тлей реагируют иначе, чем большинство, что требует дальнейшей проверки.