В роли писем у насекомых выступают химические сигнальные вещества

Недавно голландские ученые выяснили, что насекомые тоже пользуются услугами почты. Правда, в роли писем выступают химические сигнальные вещества, а почтальонами являются растения, на которых живут их личинки. И смысл таких посланий всегда один и тот же: это растение занято, и посторонним здесь делать нечего, так что ищите себе другую кормушку!

Фото:

Личинки многих насекомых обитают на растениях, тканями которых они и питаются. Это достаточно выгодно, поскольку на растительной диете очень легко быстро набрать вес — ведь за пищей не надо бегать и, соответственно тратить лишние калории. Именно из-за этого заботливые шестиногие мамы разных видов стараются пристроить на одно растение максимальное количество яиц — так им за деток спокойнее будет. Однако подобная стратегия иногда приносит неприятные сюрпризы.

Представьте себе, что на одно и то же растение одновременно отложили яйца самки нескольких видов бабочек, жуков-листоедов и клопов. Все эти насекомые достаточно плодовиты, поэтому и число личинок будет весьма и весьма большим (даже с учетом того, что из яиц вылупятся не все). В результате листья растения будут полностью съедены разновидовой растущей молодежью еще до того, как личинки смогут набрать необходимый для окукливания или достижения взрослой стадии вес. И конец будет весьма печальным — погибнут все.

Бывает и еще хуже: например, некоторые насекомые откладывают яйца на листья какого-нибудь растения, а некоторые — на его же корни (так, например, поступают самки известных всем майских жуков). Когда вылупляются личинки, то они, соответственно, начинают "грызть" это несчастное растение сверху и снизу. В итоге все кончается так же плачевно — подземная молодь повреждает корни, и это приводит к увяданию листьев, пищи надземных личинок. А повреждение последними листовой ткани оставляет корни без необходимых им сахаров и ускоряет их деградацию, обрекая на смерть подземных личинок.

Читайте также: Экосистемами правит… страх?

Для того чтобы избежать данной ситуации, насекомым, которые отложили яйца на растения первыми, было бы логично как-то "предупредить" остальных, что это место занято. Причем этот сигнал должны понимать как надземные, так и подземные насекомые. И многолетние наблюдения энтомологов говорят о том, что многие из них действительно оставляют такие послания. В частности, было замечено, что самки жуков, откладывающих яйца на корни, стараются обходить те растения, листья которых облюбовали бабочки. Однако что в данном случае является "письмом", предупреждающим, что растение занято, и кто выполняет роль почтальона?

И вот недавно биологам из Нидерландского института экологии удалось узнать ответ на эти вопросы. Сначала ученые в результате ряда исследований установили, что, поедая корни, подземные жители заставляют растение выделять через листья особые летучие вещества, которые вынуждают надземных гостей искать себе другую "столовую". Именно эти вещества и представляют собой "письма", а "почтальоном", соответственно, служит само растение. После же их заинтересовало, насколько долго могут сохраняться такие сигналы.

И вот исследователи поставили оригинальный эксперимент с травянистым растением якобеей обыкновенной (Jacobaea vulgaris), гусеницами бабочек и личинками жуков, жившими под землей. Поначалу экземпляры растений выращивали либо с подземными, либо с надземными личинками. После же в этой почве выращивали другой экземпляр растения и подсаживали на него других личинок, причем, если в предыдущем опыте участвовали гусеницы, то на новое растение "напускали" жуков и наоборот.

В итоге выяснилось, что поведение более поздних вселенцев всегда сильно зависело от того, кто тут жил и кормился прежде. То есть предыдущие жильцы находили способ застолбить кормовой участок за собой и последующими поколениями. В итоге если на предыдущем растении кормились жуки, то бабочки на новое растение, выращенное в этой же почве, не садились. А вот самки жуков охотно приходили откладывать яйца на его корни. Такая же ситуация была и в том случае, если первыми растение "застолбили" бабочки.

Как видите, вещества, которые "пионеры" передавали через почву растениям, как бы приглашали сюда "своих" и предупреждали "чужих" о том, что им тут делать нечего — еды на всех не хватит. Впрочем, возможно, сигнал означал что-то другое — например то, что это растение невкусное. Таким образом выяснилось, что те насекомые, которые первые добрались до нужного им растения, всегда оставляют в почве продукты жизнедеятельности, и потомки этой зеленой "столовой", которые позже прорастут в той же самой почве, впитают эти следы присутствия и передадут информацию новым насекомым.

По мнению исследователей, весьма значительную роль в этой "почтовой связи" играют также и почвенные грибы. Было замечено, что их видовой состав заметно менялся в зависимости от того, кто из насекомых жил рядом. Есть предположение о том, что именно грибы, которые всегда образуют симбиотическую связь с корнями растения (микоризу), стимулируют последнее начать синтез неких сигнальных веществ, несущих послание насекомым. Им достаточно легко это сделать — ведь при микоризе гифы гриба находятся в тесном контакте с клетками корневых волосков, и, следовательно, обмениваться сигнальными молекулами становится очень просто.

Данное предположение выглядит вполне логичным. Дело в том, что грибы часто используют отходы жизнедеятельности определенного вида насекомых, а помет чужаков усваивать не могут. Поэтому для них было бы выгодно заставить растение распространять сигналы, привлекающие "нужных" насекомых и отпугивающие "бесполезных". Так грибы и себе оптимальные условия создают, и насекомым помогают, и растение оберегают — ведь двойной нагрузки, при которой личинки будут есть его сверху и снизу, оно вряд ли выдержит.

Читайте также: Мельница мифов: хоть режь гриб, хоть рви

Итак, каким образом насекомые оставляют предупреждающие послания, ученые выяснили. Однако до сих пор не понятно, какие именно вещества используются в роли сигналов, и как именно осуществляется их передача. Разгадкой этих загадок биологи намерены заняться в самое ближайшее время…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"