Растения защищаются от вредителей по часам
Растения сверяются со своими биологическими часами, чтобы вовремя защититься от насекомых-вредителей.
У растений многие жизненные процессы регулируются фитогормонами. Гормоны обеспечивают и защиту от хищников – под их действием в тканях начинают накапливаться токсические вещества. То, что этот процесс зависит от времени суток, впервые заметили Danielle Goodspeed и его коллеги из Университета Райса (Rice University) в Хьюстоне, США. Результаты своих наблюдений они опубликовали в PNAS.
Ученые изучали взаимоотношения растения резуховидки Таля (Arabidopsis) – сорняк семейства крестоцветных, родственник капусты и горчицы, и гусениц бабочки – капустной совки (Trichoplusia ni), которые этими растениями питаются. Растения росли в лаборатории при естественной смене дня и ночи.
То, что резуховидка химически защищается от гусениц при помощи токсических веществ, было известно. Но оказалось, что концентрация этих веществ растет в тканях растения в строго определенное вечернее время. Причина в том, что увеличивается содержание гормона жасмолата. Именно в это время гусеницы капустной совки выходят на кормежку. Биологи сделали вывод, что накопление гормона в растении происходит в соответствии с внутренними биологическими часами, которые определяют циркадные – суточные ритмы. Результат – именно во время атаки гусениц растения пускают в ход химическое оружие и отделываются «малой кровью».
Для доказательства исследователи провели эксперимент. Они вырастили популяцию растений со сдвинутым циклом «дня и ночи», то есть, как бы из другого часового пояса. Когда гусеницам капустной совки предложили растения из разных популяций, они почти не трогали «местные», поскольку те были защищены своей «часовой» обороной, зато набросились на растения «из другого пояса», у которых защита в это время еще не включилась.
Еще одно доказательство заключалось в том, что если у резуховидки заблокировать работу генов «биологических часов», она становится уязвима для гусениц в любое время.