Рослини зазнають нападів різних видів комах. У них є захисні механізми, щоб впоратися з цим, включаючи хімічні речовини або більш міцне листя. Але тепер з'ясувалося, що коли дикі рослини чорної гірчиці захищаються від початкового ворога, вони вже передбачають необхідність пізніше відбиватися від інших ворогів. Фактично, вони навіть готуються до найбільш ймовірної послідовності атак. Це дослідження опубліковано в статті у відомому науковому журналі Nature Plants.
Стаття ґрунтується на дослідженні, проведеному Дааном Мертенсом і Майте Фернандес, які працюють у групі, очолюваній Еріком Пельманом, доцентом лабораторії ентомології Університету Вагенінгена.
«Ми все більше рухаємося до стійких форм сільського господарства і садівництва, включаючи різке скорочення використання пестицидів», - говорить Ерік Пельман. "Для землеробів це означає, що їм доводиться мати справу з великою різноманітністю комах, які вражають їх посіви. Селекціонери раніше приділяли особливу увагу стійкості до найбільш проблемних комах, в той час як пестициди широкого спектру дії використовувалися для боротьби з іншими комахами. Тепер ми повинні змінити наш підхід, і таким чином ми зможемо вчитися у диких видів рослин і дізнаватися, як вони справляються з різноманітністю комах ".
Особлива реакція для кожного ворога
Рослини ніколи не можуть бути впевнені в тому, чи будуть вони піддані атаці і коли. Більшість видів вирішують цю невизначеність, повністю вкладаючи кошти в захист (наприклад, виробництво захисних хімікатів) тільки тоді, коли вони фактично зазнають нападу. Це означає, що за відсутності травоїдних комах рослини можуть повністю інвестувати свої ресурси (продукти фотосинтезу, такі як цукор і крохмаль) у свій власний зріст і розмноження.
«Рослини мають досить специфічне відчуття того, які комахи атакують їх», - каже Даан Мертенс. "Вони помічають напад комах за способом пошкодження клітин, за складами, які потім виділяються, і за характеристиками слини комах. Вони можуть інтерпретувати ці сигнали, щоб створити цільовий захист ".
Однак захист, націлений на один вид комах, може виявитися неефективним проти нападу інших видів.
Додатковим ускладненням є те, що специфічна реакція рослини на тлю, наприклад, може знизити її стійкість до гусениць. Це тому, що у рослин є безліч механізмів для розвитку різних видів захисту. Ці механізми запускаються рослинними гормонами, які можуть взаємодіяти при регулюванні захисної реакції.
Керування ризиками
Отже, як може дика рослина, навколо якої буквально кишать комахи, все ж добре піклуватися про себе? «Вони готові до появи шкідливих комах у певній послідовності», - каже Даан Мертенс. "На початку сезону це може бути особливий вид тлі, а пізніше - особливий вид гусениці. Вони організують свій захист і гарантують, що зможуть з часом впоратися з цими різними комахами. Це схоже на свідому форму управління ризиками, але вона з'явилася завдяки природному відбору. Вони можуть впоратися з найбільш поширеною послідовністю подій ".
За допомогою незвично великого експерименту дослідники показали, що саме так працює стратегія рослини. Вони спостерігали захисний механізм, що використовується чорною гірчицею, при 90 комбінаціях атак комах і пов'язали ці результати з трирічним дослідженням частоти взаємодій з рослинами в дикій природі. Подібні тести в минулому були обмежені, можливо, п'ятьма комбінаціями.
Цей амбітний підхід призвів до нових цінних відкриттів. «Ми пов'язали наше розуміння фізіології рослин з екологією», - пояснюють вчені. "Стара ідея про те, що комахи, які харчуються соком рослин, викликають реакцію, яка потім знижує потенційний захист рослини від гусениць, виявилася занадто простою. Наша робота підтверджує дослідження фізіологічних реакцій рослини на тлей і гусениць, але також показує, що в багатьох випадках рослина не стає більш сприйнятливою до комах з іншим режимом харчування. Присутність конкретної комбінації або послідовності комах у дикій природі, мабуть, є кращим предиктором стійкості, ніж характеристики окремих видів комах ".