Механизм некроза листьев у крестоцветных как защита от бабочек-белянок
Исследователи из Вагенингенского университета выяснили, как развивалась "гонка вооружений" между растениями и насекомыми. Они обнаружили, что сильный некроз листьев — механизм, с помощью которого растения обнаруживают и уничтожают яйца насекомых, — почти исключительно появился у крестоцветных растений и их диких родственников, атакованных капустными белянками, выработавшими иммунитет к токсичным горчичным маслам растений. Публикация вышла в журнале New Phytologist.
Капустная белянка откладывает яйца на культурные (брюссельская капуста, рапс) и дикие (чёрная горчица, Brassica nigra) крестоцветные. В ответ дикие растения могут инициировать некротическую реакцию: ткань листа под яйцом отмирает контролируемо, что приводит к высыханию яйца и его отпаданию.
Чтобы понять эволюционное происхождение этой защиты, команда под руководством Нины Фатурос провела скрининг 31 вида растений семейства крестоцветных на предмет некротического ответа на экстракт из яиц девяти видов бабочек.
Результаты показали:
- Сильный некроз листьев развился почти исключительно в линии культурной капусты и её диких родственников, естественно атакуемых капустными белянками.
- Некроз запускался только теми видами бабочек из семейства Pieridae (белянки), которые являются специалистами по крестоцветным и способны питаться ими, несмотря на токсичные горчичные масла.
Эти данные позволяют предположить, что признак, убивающий яйца, эволюционировал у крестоцветных как контр-адаптация к способности гусениц детоксифицировать горчичные масла. В рамках продолжающейся "гонки вооружений" некоторые бабочки, вероятно, адаптировались к этому механизму, откладывая яйца группами (менее подверженными некрозу), переходя на другие растения-хозяева или откладывая яйца на цветы вместо листьев.
В настоящее время команда в рамках большого проекта, финансируемого Нидерландской организацией научных исследований (NWO), изучает генетическую основу этого защитного признака растений, чтобы в конечном итоге создать сельскохозяйственные культуры, устойчивые к насекомым-вредителям.