Группа ученых из Университета штата Пенсильвания экспериментально доказала, что гусеницы при помощи веществ, содержащихся в их фекалиях, могут отключать защиту растений.
Дон Люте (Dawn Luthe) и ее студенты обратили внимание, что помет гусениц кукурузной листовой совки (Spodoptera frugiperda) часто скапливается в пазухах между листьями и стеблем кукурузы. Там в ограниченном влажном пространстве помет становится жидким и может проникать внутрь растения через повреждения, которые при питании оставляют гусеницы. Исследователи сделали экстракт помета гусениц и нанесли его на листья, на которых имелись повреждения. После этого они обнаружили, что в течение ближайших суток в тканях листьев выключаются гены, ответственные за выработку веществ, которые защищают кукурузу от растительноядных насекомых. Зато одновременно активизируется работа генов, которые контролируют производство соединений, предназначенных для борьбы с бактериями и патогенными грибами. Это происходит из-за того, что салициловая кислота, которая контролирует защиту от грибов и бактерий, подавляет выработку жасмоновой кислоты – важного компонента защиты от насекомых.
Обычно жасмоновая кислота начинает накапливаться в листьях сразу после повреждения их гусеницами, что приводит к образованию веществ, делающих лист неприятным на вкус. Также жасмоновая кислота способствует заживлению повреждений.
Исследователи сопоставили концентрации салициловой и жасмоновой кислот в листьях, обработанных экстрактом, и выяснили, что, чем дольше применяется экстракт, тем уровень салициловой кислоты становится все выше, а жасмоновой ниже. Также они сравнили темпы роста гусениц, евших листья, которые были обработаны экстрактом в течение разного времени. И опять-таки на тех листьях, что подвергались действию экстракта дольше, гусеницы росли быстрее.
Точный компонент экскрементов гусениц, переключающий защитные механизмы растения, пока неизвестен. По мнению Дон Люте, это может быть какой-то белок или группа белков. Возможно, в будущем, когда это вещество удастся определить, его можно будет применять в качестве фунгицида. Наблюдения показали, что кукуруза под воздействием экстракта эффективнее справляется с глазковой пятнистостью листьев – заболеванием, которое вызывает грибок Cochliobolus heterostrophus.
Результаты исследования опубликованы в Journal of Chemical Ecology.
