Исследователи говорят, что растения имеют способность защищаться от травоядных насекомых, несмотря на то, что они неподвижны.
Исследователи установили ключевое химическое вещество, которым растения помечают, а позже опознают травоядного хищника. Фото: Photos.comПочувствовав опасность, растения часто применяют защитную тактику, такую как выработка токсинов или выделение быстро испаряющихся химических веществ, которые привлекают естественных врагов вредителя.
В журнале Plant Physiology («Физиология растений») за июнь 2007 года исследователи сообщают, что в растениях было выявлено семейство пептидных элиситоров (peptide elicitoros), или защитные сигналы растения, которые помогают растению ответить на нападение насекомого.
Защитный механизм работает следующим образом: находящиеся в растении белки всасываются нападающими насекомыми. По мере того, как насекомые переваривают белки, те преобразовываются в пептид элиситор, что позволяет другим растениям опознать хищника. Обнаруживая элиситор, переносимый насекомым, растение, в свою очередь, запускает свою защитную химическую реакцию.
Ученые уже давно знали о том, что некоторые растения имеют способность различать разных хищных насекомых, однако это защитное поведение оказалось трудно описать на молекулярном уровне. Чтобы охарактеризовать потенциальные взаимодействия между, по подсчетам учених, по крайней мере, четырьмя миллионами насекомых и 230 тысячами видов цветущих растений, были использованы несколько моделей. Усложнило ситуацию и то, что у некоторых растений защитные сигналы настолько малы, что их нелегко обнаружить или выделить.
Доктор Эрик Шмелц из центра медицинской, сельскохозяйственной и ветеринарной энтомологии Министерства сельского хозяйства США возглавил исследовательскую группу, которая на протяжении трех лет занималась анализом биохимической реакции растений вигны (коровьего гороха, Vigna unguiculata) на травоядную гусеницу - травяная совка, распространенный вредитель урожая. Во время исследования среди других экспериментов была проанализирована биохимическая деятельность более 10 тысяч листьев путем проверки растения на производство фитогормонов после воздействия на него последовательно фракционированной внутренней секреции насекомого.
До этого ученые идентифицировали и выделили аминокислоту, названную инцептин, которая играет ведущую роль в предупреждении растений вигны, подвергающихся нападению гусениц. Инцептин является составной большего, жизненно важного фермента в растениях. Гусеница питаясь вигной, поглощает и расщепляет этот важный фермент, из которого выделяется инцептин, и вещество впоследствии становится частью внутренней секреции гусеницы. Когда гусеница в следующий раз питается вигной, незначительное количество инцептина контактирует с надкусанным листом, что становится предупреждением для других растений о выработке «всплеска» фитогормонов в качестве защитной реакции.
Доктор Шмелц и его команда, подтвердили роль инцептина как доминирующего пептида в защите вигны против гусениц. Кроме того, исследователи идентифицировали два связанных, но менее распространенных фрагмента пептида, которые вызывают подобные защитные реакции в вигне и других растениях без видимого эффекта. В дополнение к определению структуры инцептина исследования также показали, что связанные с инцептином пептиды вызывают постоянные, последовательные ступенчатые увеличения фитогормона в вигне.
Основываясь на полученных результатах, сейчас д-р Шмелц надеется привлечь к работе доктора наук, чтобы помочь команде очистить биохимически и идентифицировать рецептор инцептина у растений семейства бобовых.
