Растения могут готовиться к последовательности атак насекомых

Дикая чёрная горчица (Brassica nigra) способна не только защищаться от конкретных насекомых-вредителей, но и заранее готовиться к наиболее вероятной последовательности их атак. Это открытие меняет представление о защитных механизмах растений.

Исследование, проведённое в Лаборатории энтомологии Вагенингенского университета (WUR), опубликовано в журнале Nature Plants.

Контекст: переход к устойчивому сельскому хозяйству

Сокращение использования пестицидов требует от сельского хозяйства новых подходов к защите растений.

"Мы должны изменить наш подход, и в этом мы можем учиться у диких видов растений и тому, как они справляются с разнообразием насекомых", — говорит доцент Эрик Пулман.

Раньше селекция была сосредоточена на устойчивости к одному основному вредителю. Теперь необходимы культуры с гибкой защитой, способные противостоять множеству врагов.

Специфичность защиты и её проблема

Растения распознают атаку по характеру повреждения клеток, высвобождаемым соединениям и составу слюны насекомого. Это позволяет им запускать целенаправленную защиту (например, выработку определённых химических веществ).

Однако защита против одного вида (например, тли) может снижать устойчивость к другому (например, гусеницам). Это связано с взаимодействием растительных гормонов, регулирующих разные защитные пути.

Стратегия "управления рисками"

Дикие растения научились справляться с этой проблемой, предвосхищая наиболее вероятную последовательность появления вредителей в течение сезона.

"Они организуют свою защиту так, чтобы справиться с этими разными насекомыми с течением времени. Это похоже на осознанное управление рисками, но оно возникло в результате естественного отбора", — объясняет аспирант Даан Мертенс.

Масштабный эксперимент

Учёные проанализировали защитные реакции чёрной горчицы на 90 комбинаций атак насекомых. Результаты сопоставили с трёхлетними полевыми наблюдениями за частотой и последовательностью появления этих насекомых в природе.

Ключевой вывод

Работа связывает физиологию растений с экологией. Старая модель, согласно которой реакция на сокососущих насекомых автоматически ослабляет защиту от гусениц, оказалась слишком упрощённой.

Наиболее точным предсказателем устойчивости растения является не тип отдельного вредителя, а конкретная комбинация или последовательность насекомых, характерная для данной экосистемы в дикой природе.