Растения выделяют запахи в ответ на травоядных. Новое исследование, которое будет опубликовано в научном журнале New Phytologist, показывает, что букет запахов меняется в зависимости от типа врага, атакующего растение. К удивлению исследователей, местные растения выделяют особый букет запахов, когда на них нападают экзотические травоядные.
Растения испускают запахи, чтобы вызвать подкрепление; например, дать знать осе-паразиту о наличии гусеницы. Это может не помочь растению сразу, но в долгосрочной перспективе это означает меньшее количество бабочек и прожорливых гусениц в следующем поколении. Голландская полевая горчица (Brassica rapa) испускает разные букеты запахов в ответ на экзотические запахи, в отличие от местных гусениц, слизней и тлей.
Тест с двенадцатью травоядными
Биологи из Университета Радбуд и Невшательского университета в Швейцарии проверили воздействие двенадцати типов травоядных, в том числе специализированных и универсальных, сосущих и жующих травоядных, а также экзотических и местных травоядных. Он включал в себя широкий спектр самых разных травоядных, от капустной тли и мелких белых тлей до зеленой персиковой тли и слизняка. Исследователи, в том числе физик из Неймегена Симона Кристеску, определили тонкие различия в запахах, испускаемых растениями, с помощью газового хроматографа с высокоточным масс-спектрометром на кафедре органической химии..
«Мы использовали продуманные статистические модели и расчеты для определения сложных комбинаций летучих веществ, вырабатываемых различными группами травоядных», - говорит Николь ван Дам, профессор исследований взаимодействия растений и насекомых в Институте исследований воды и водно-болотных угодий Радбаудского университета. (IWWR) и Немецкий институт комплексных исследований биоразнообразия (iDiv) Галле-Йена-Лейпциг.
Вы натурализованное насекомое?
"Мы обсуждали, следует ли считать экзотическими два вида гусениц, свекольную совку (Spodoptera exigua) и капустную петлелистку (Trichoplusia ni), или же они являются натурализованными видами. Эти виды наблюдались в Нидерландах, особенно в теплицах, но они не зимуют здесь снаружи. Букеты запахов, испускаемые дикорастущими растениями полевой горчицы после кормления двумя травоядными животными, не оставляют сомнений: это определенно экзотический вид. Поэтому наши статистические модели могут быть использованы для определить статус травоядного насекомого на основе букета запахов, вызванного травоядными."
Экзотические и местные виды определялись не одним летучим веществом, а соотношением выделяемых ими летучих веществ. «Это согласуется с тем, что мы знаем о восприятии и поведении ос-паразитов и других хищников. Они используют букет запахов, выделяемых растением, для получения информации о своей добыче."
Сообщающиеся растения
Ван Дам считает результаты «захватывающим доказательством» того, как конкретные растения реагируют на окружающую среду. «У них может не быть нервной системы, глаз, ушей или рта, но они способны определять, кто на них нападает. Основываясь на этом, они могут передавать достоверную информацию паразитическим осам. Что я нахожу действительно удивительным, так это то, что они даже способны различать местных и экзотических травоядных."
Изменение климата и глобализация способствовали появлению в Нидерландах все большего числа экзотических травоядных. Это может нарушить существующие взаимодействия между растениями, травоядными и паразитическими осами. «Наша первоначальная идея заключалась в том, что новые букеты запахов, испускаемые растениями при нападении на них экзотических травоядных, могут сбить с толку паразитических ос», - объясняет Ван Дам. «Это может снизить эффективность биологической борьбы с вредителями. Наши исследования показывают, что эндемичные осы-паразиты могут научиться избегать этих растений, определяя различия в запахах."