Растение риса уничтожило гусеницу-вредителя

Фото из открытых источников

Американским исследователям удалось обнаружить неожиданный физический механизм защиты у риса. Выяснилось, что одна из сельскохозяйственных культур способна уничтожать гусениц кукурузной лиственной совки, заманив их внутрь своих колосков. Плотные микроскопические волоски (трихомы) не пускают насекомое обратно, а потом створки зерна захлопываются, смертельно сдавливая вредителя. О деталях механизма учёные рассказали в журнале Ecological Processes.

Кукурузная лиственная совка остаётся одним из опасных сельскохозяйственных вредителей, способных вырабатывать устойчивость к химическим инсектицидам. Они активно поедают листья и молодые початки многих культур, в том числе, риса. Ученые знают, что листья растений покрыты трихомами — это жесткие волоски, усложняющие насекомым передвижение и питание. У риса подобными волосками густо покрыты не только листья, но и колоски. Биологи из Университета Арканзаса провели исследование функций нежелезистых (не выделяющих ядов или смол) трихом репродуктивных органов растения.

Авторы новой работы осуществили эксперименты с молодыми гусеницами совки в лаборатории и в условиях теплицы. Насекомым были доступны на выбор колоски риса в период активного цветения, когда створки цветка немного приоткрыты, и на этапе созревания зерна (тестовой спелости). В некоторых экспериментах у гусениц оставался доступ к сочным листьям.

Параллельно при помощи газовой хроматографии специалисты вели анализ химического состава летучих веществ, выделяемых растением. Насекомых, что погибли в ходе опытов, изучали с помощью электронного сканирующего микроскопа.

Опыты доказали: цветущий рис функционирует как мышеловка. При цветении колосок выделяет особый коктейль пахучих веществ: додекан, этилгексаналь и другие, привлекающих гусениц намного мощнее, нежели запах зреющего зерна.

Гусеница, привлечённая ароматом, заползает в приоткрытый цветок риса. Густой слой жестких волосков трихом риса располагается под таким углом, что «гостья» свободно продвигается вперед, но у неё нет шанса дать задний ход — волоски впиваются в тело.

Дальше в дело вступают биологические ритмы самого растения. После опыления цветок риса закрывается, таким образом он защищает формирующуюся завязь. Электронная микроскопия выявила дальнейшие события: створки колоса, смыкаясь, сплющивают застрявших внутри гусениц.

Метод защиты оказался весьма успешным: от 50 до 53% молодых представительниц этих насекомых угодили в ловушку и погибли в течение 48 часов. В отличие от хищных растений типа венериной мухоловки, рис не переваривал своих жертв, погибшие гусеницы попросту высыхают внутри колоса. Данный механизм используется только для обороны, защиты будущего потомства растения от поедания.

Знание этого алгоритма поможет селекционерам в выведении новых сортов злаков с нужной плотностью и углом наклона трихом на колосках. Они сами смогут сокращать популяции вредителей, уменьшая необходимость в токсичных химических пестицидах.