Смертельный обратный эффект: Зелёный запах с фатальными последствиями для прожорливых гусениц

Учёные из Института химической экологии Макса Планка обнаружили, что оральный секрет гусениц табачного бражника (Manduca sexta) содержит вещество, которое быстро превращает летучий зелёный листовой (green leaf volatile, GLV) табака в сигнал-аттрактант для хищников.

Механизм защиты растения

Растения используют непрямую защиту: при атаке травоядных они выделяют летучие сигналы, привлекающие хищных насекомых, которые поедают вредителя.

Ключевое открытие

• При нанесении орального секрета гусениц M. sexta на повреждённые листья табака резко возрастает количество конкретного GLV — (E)-2-гексеналя.
• Это альдегид существует в двух изомерных формах: (Z)-3-гексеналь и (E)-2-гексеналь.
• Учёные предположили, что секрет гусениц содержит изомеразу, которая катализирует превращение Z-формы в E-форму.

Экспериментальное подтверждение

Полевые эксперименты с яйцами M. sexta и разными смесями изомеров показали:

• На растениях с Z-аттрактантом было атаковано только 8% яиц.
• На растениях с E-аттрактантом хищники уничтожили 24% яиц.
• Яйца поедались хищными клопами Geocoris.

Скорость реакции

Защитная реакция растения невероятно быстра:

• Превращение (Z)-3-гексеналя в (E)-2-гексеналь запускается менее чем за час.
• Хищничество яиц происходит в течение 24 часов.
• Это позволяет хищнику точно определить местоположение гусеницы на растении.

Природа "предательского" вещества

• Нагревание орального секрета лишало его способности индуцировать образование (E)-2-гексеналя. Это указывает, что активное вещество — термолабильный фермент (изомераза).
• Эффект был специфичен для M. sexta: секреты гусениц Spodoptera exigua и S. littoralis вызывали значительно меньшую реакцию.

Эволюционная загадка

Почему у гусениц M. sexta в секрете есть вещество, которое их выдаёт? Учёные выдвигают гипотезу: (E)-2-гексеналь является сильным антибиотическим агентом. Его выработка может защищать личинок от вредных микроорганизмов, потребляемых вместе с тканью листа. Таким образом, польза от снижения бактериальных инфекций может уравновешивать риск быть обнаруженным хищником.

Главным победителем в этой трёхуровневой пищевой цепи (растение–гусеница–хищник) оказывается хищный клоп Geocoris, который благодаря своим высокочувствительным антеннам улавливает малейшие концентрации (E)-2-гексеналя и получает обильный корм.