Когда растения находятся в бедственном положении или их кормят насекомые, они, как известно, посылают сенсорные летучие сигналы, которые предупреждают организмы в этом районе, такие как птицы, о том, что им нужна помощь. Хотя исследования показали, что это происходит в таких экосистемах, как леса, до сих пор это явление никогда не демонстрировалось в сельскохозяйственных условиях.
Исследователи из Университета Делавэра недавно обнаружили, что сельскохозяйственные растения также посылают эти сигналы, когда находятся под давлением насекомых, открывая новые потенциальные возможности для производителей, чтобы защитить свой урожай, в то же время обеспечивая столь необходимый источник пищи для птиц.
Иван Хилтпольд и Грег Шрайвер руководили исследованием в UD и использовали неортодоксальный метод для создания своих «личинок» для исследования: немного пластилина Play-Doh и оранжевые булавки.
Используя полевой участок кукурузы на ферме UD в Ньюарке, исследователи прикрепили диспенсеры с синтетической смесью запахов, которая имитировала летучие вещества - запаховые сигналы, испускаемые растениями, чтобы указать, что они подвергаются нападению, такие как запах свежескошенной травы. - прикреплены к стеблям кукурузы. Они также использовали дозаторы, использующие только органический растворитель в качестве меры контроля.
Личинки пластилина Play-Doh с оранжевыми булавками на голове затем распределяли по растениям вокруг дозаторов летучих веществ и дозаторов с органическими растворителями, а исследователи измеряли количество нападений или клеваний птиц на личинок.
Они обнаружили, что личинки-имитаторы, расположенные ближе к дозаторам летучих веществ, атаковали значительно чаще, чем личинки, расположенные ближе к дозаторам органических растворителей.
Результаты их исследования были недавно опубликованы в Журнале химической экологии.
Хилтпольд сказал, что результаты подтверждают растущее количество доказательств того, что кормящиеся птицы используют летучие сигналы, и более точное понимание их поведения будет иметь решающее значение при реализации программ борьбы с вредителями, получающих выгоду от экологических услуг, предоставляемых насекомоядными птицами.
«Улучшение нашего понимания того, как птицы охотятся на насекомых, откроет новые возможности в устойчивой борьбе с вредителями», - сказал Хилтпольд.
Хотя годами было доказано, что насекомые-паразиты или хищные насекомые реагируют на летучие вещества, выделяемые поврежденными растениями, а также было продемонстрировано, что птицы реагируют на летучие вещества деревьев после травоядных насекомых на дереве в лесу, Хилтпольд, доцент кафедры энтомологии и экологии дикой природы, сказал, что это первое полевое исследование летучих веществ в сельскохозяйственных условиях.
«Это крик о помощи», - сказал Хилтпольд. «Растение повреждено, растение испускает что-то, что привлекает помощь, и мы все думаем, что это помощь других насекомых, но похоже, что птицы также используют это как сигнал, чтобы найти растение или группу растений. Тогда что мы думаем заключается в том, что они используют свое зрение, чтобы определить местонахождение личинок, когда они находятся поблизости от растения, выделяющего летучие вещества».
Хилтпольд сказал, что их исследования в полевых условиях подтвердили это, поскольку у них была одна личинка, расположенная на дозаторе летучих веществ на растении, а затем четыре личинки были распределены по всем растениям вокруг растения с помощью дозатора.
Когда они сравнили количество поклевок личинок на растении с дозатором с количеством поклевок личинок на растениях вокруг дозатора, существенной разницы не было.
"Это означает, что птица приближается, чует летучие вещества и когда она приближается к поврежденному растению, то визуально ищет насекомое", - сказал Хилтпольд.
Это также интересно, потому что долгое время считалось, что птицы не могут чувствовать запах, но это исследование показывает, что они чуют летучие вещества, а затем подходят ближе, чтобы визуально найти свою добычу.
«Обоняют ли птицы или нет - большой вопрос, потому что им явно не хватает некоторых анатомических особенностей, чтобы нюхать так же, как нюхают другие позвоночные», - сказал Хилтпольд. «Тем не менее, похоже, что они способны обнаруживать летучие вещества, но мы пока точно не знаем, как они это делают».
Следующим шагом исследователей будет мониторинг разнообразия птиц, реагирующих на эти сигналы в сельскохозяйственных, лесных и водно-болотных угодьях в течение лета.
Для оценки хищничества птиц искусственных насекомых гусеницы будут визуально оцениваться один раз в неделю. Чтобы узнать, какие птицы реагируют на летучие вещества, в каждой среде будут установлены две камеры с интервальной съемкой, которые будут собирать изображения в ходе эксперимента.