Долгое время растения считались беззащитными организмами, которые не способны активно противостоять вредителям. Однако современные исследования в области химической экологии опровергли этот стереотип, доказав сложность и эффективность природных защитных стратегий флоры. Удивительным открытием стало выявление механизма, с помощью которого обычная кукуруза (Zea mays) может призывать на помощь хищных ос во время нападения гусениц.
Об этом сообщает ProIT
Химический сигнал тревоги: как кукуруза борется с вредителями
Когда листья кукурузы повреждают гусеницы египетской хлопковой совки (Spodoptera littoralis), растение реагирует не только на физическое поражение. Ключевую роль в запуске защиты играет соединение волицитин (volicitin), содержащееся в слюне гусеницы. Как только этот биохимический маркер попадает в рану, внутри клеток кукурузы активируется цепь сигналов. Растение начинает производить и выделять в воздух летучие органические соединения – индолы и терпены. Именно этот уникальный химический «аромат» воспринимают осы-наездники (Cotesia marginiventris), для которых он сигнализирует о легкодоступной добыче для откладывания яиц. Таким образом, паразитические осы находят гусениц и останавливают их деятельность, защищая кукурузу от дальнейших повреждений.
Обычная кукуруза (Zea mays) оказалась способной на сложную межвидовую коммуникацию: с помощью рецептора ZmIPRB она распознает атаку вредителя и зовет ос-наездников. (Фото из открытых источников).
Открытие уникального рецептора ZmIPRB
Несмотря на то, что явление привлечения ос для защиты кукурузы ученым известно уже более двадцати лет, лишь недавно удалось идентифицировать точный молекулярный механизм этого процесса. Международная команда биохимиков обнаружила специализированный белковый рецептор ZmIPRB, расположенный на поверхности клеток кукурузы, который распознает соединение волицитин. С помощью генетического редактирования и рентгеновской кристаллографии было экспериментально доказано: растения с заблокированным геном этого рецептора полностью теряли способность реагировать на атаку гусениц и не выделяли летучие соединения для привлечения ос. Это подтвердило, что именно ZmIPRB является ключевым элементом в химической коммуникации между растением и его природными защитниками.
Новые перспективы для экологического земледелия
Открытие такого молекулярного механизма имеет значительный потенциал для развития сельского хозяйства. Благодаря пониманию того, как растения могут управлять поведением насекомых, селекционеры получают возможность создавать культуры с повышенным природным иммунитетом. Это позволит постепенно снизить или полностью отказаться от применения химических пестицидов, поскольку растения смогут привлекать природных хищников-насекомых для защиты посевов.
Исследование химических сигналов между растениями и насекомыми демонстрирует, что биосфера Земли – это сложная информационная сеть, где даже самые простые организмы способны к эффективному взаимодействию. В то же время, параллельные открытия в биомедицине и физике свидетельствуют о универсальности биологических кодов, которые влияют не только на поведение насекомых, но и на функционирование нервной системы человека, а также позволяют оптимизировать освоение космоса.