Растение «чует» насекомого-врага и запускает защиту

Международная группа исследователей обнаружила, что золотарник высочайший (Solidago altissima), хотя и не может убежать от мухи, наносящей ему ущерб, способен защищаться, сначала «унюхав» атакующего, а затем активируя свои защитные механизмы.

Механизм атаки и защиты

  • Вредитель: Муха Eurosta solidaginis (златоглазковая муха), специализирующаяся на золотарнике в Пенсильвании.
  • Процесс: Самцы испускают смесь химических веществ для привлечения самок. После оплодотворения самки откладывают яйца в стебель растения. Вылупившиеся личинки питаются тканями стебля, вызывая образование галла (аномального разрастания тканей), что сильно снижает приспособленность растения: уменьшается количество и размер производимых семян, так как энергия перенаправляется на рост галла.

Научное открытие

Ранее было установлено, что золотарник, подвергнутый воздействию химических веществ от самцов мух, производит больше жасмоновой кислоты (защитного фитогормона) при повреждении травоядными.

В новом исследовании ученые из Пенсильванского университета, USDA, Университета Гамбурга и ETH Zurich:

  1. Идентифицировали конкретное соединение, которое «слышит» растение: E,S-конофторин. Это самый распространенный компонент в химической эмиссии самцов мух.
  2. Показали, что растения золотарника наиболее сильно реагируют именно на это соединение, а не на другие из смеси.
  3. Обнаружили высокую чувствительность растений даже к малым концентрациям E,S-конофторина.

Значение исследования

  • Это первая работа, в которой точно задокументировано, какое именно соединение обнаруживает растение у своего травоядного вредителя.
  • Высокая чувствительность предполагает наличие у растения специального механизма для восприятия этого конкретного соединения.
  • Результаты свидетельствуют о тесных коэволюционных отношениях между золотарником и мухой: по мере адаптации мухи к эксплуатации растения, растение адаптировалось для защиты.

Исследование открывает новое направление для изучения того, как растения воспринимают летучие химические вещества, используя E,S-конофторин как уникальную молекулу-модель.

Результаты опубликованы 24 августа в журнале Nature Communications.