До сих пор было мало что известно о том, как растения защищаются от насекомоядных и как разворачивается гонка вооружений между насекомыми и растениями. Исследователи из Wageningen University & Research получили более полное представление об этом: сильный некроз листьев - механизм, с помощью которого растения обнаруживают и убивают яйца бабочек и других насекомых на своих листьях - возник почти исключительно у крестоцветных растений и их диких родственников, подвергшихся нападению белокочанной капусты, выработавшей иммунитет к токсичному горчичному маслу растений. Публикация на эту тему появилась в журнале «Новый фитолог».
Белокочанная бабочка обязана своим названием своему предпочтению брюссельской капусте, рапсу и другим культурным крестоцветным растениям в качестве растений-хозяев. Однако, когда белокочанная капуста (Pieridae) откладывает яйца на дикие растения семейства крестоцветных, таких как черная горчица (Brassica nigra), растение может инициировать некротическую реакцию, которая вызывает контролируемую гибель листа под яйцом. Это заставляет яйцо высыхать и опадать с растения.
Некроз листа
Чтобы понять эволюционное происхождение и распространение этого защитного признака растений, группа исследователей под руководством Biosystematics Group провела скрининг 31 вида растений семейства крестоцветных на предмет некротической реакции на мытье яиц девяти видов бабочек.
«Эксперименты показали, что сильный некроз листьев развился почти исключительно в потомстве капустных культур и их диких родственников, на которые естественным образом нападали белокочанные бабочки», - говорит руководитель исследования Нина Фатурос. «Более того, некроз листьев был вызван только теми видами бабочек из семейства Pieridae, которые специализируются на крестоцветных и могут питаться ими, несмотря на токсичные горчичные масла крестоцветных».
Эти данные свидетельствуют о том, что признак уничтожения яиц развился в семействе крестоцветных как контрадаптация способности гусениц выводить токсины из горчичного масла. Будучи частью продолжающейся гонки вооружений, некоторые бабочки, вероятно, приспособились к уничтожению яиц, собирая яйца в группы (таким образом, менее подверженные некрозу), переключаясь на другие растения-хозяева или откладывая яйца на цветы вместо листьев.
В настоящее время команда изучает генетическую основу признака растения, убивающего яйца, в рамках большого исследовательского проекта, финансируемого Голландским исследовательским советом (NWO), чтобы в конечном итоге разработать культуры, устойчивые к насекомым-вредителям.
Для получения дополнительной информации:
Университет Вагенингена и исследования
www.wur.nl