"Шпионаж" защитава растенията от врагове

Нови констатации за комуникация на растенията в защита срещу вредители

Голямо подслушване: Дивият тютюн (Nicotiana attenuata, на преден план) чува сигналите за миризма на пустинния пелин (Artemisia tridentata tridentata). И двете растения са естествени обитатели на Голямата басейнова пустиня в Юта, САЩ. © MPI за химическа екология, Rayko Halitschke
чете на глас

Когато растенията са нападнати от вредители, те отделят аромати. Тютюневите растения, които получават такива сигнали от ранена съседка - например пустинната върба - отблъскват вредителите си по-бързо и по-ефективно от конспиратори, които не са имали възможност да „шпионират“. Учени от Института за химическа екология „Макс Планк“ в Йена сега откриха това в ново проучване.

Целта на проекта беше да определи как функционира преносът на информация между растения, живеещи един до друг въз основа на сигнали за химически аромат. С помощта на генетично модифицирани растения, учените от Йена сега искат да идентифицират ароматите, които имат положителен ефект върху борбата с вредителите на съседното растение.

Отбрана само след атака

Удивително е, че тютюневите растения засилват защитата си, еколозите в списание Oecologia само когато са наистина нападнати, а не веднага след като са възприели сигналите на пострадалото съседно растение. Това поведение има смисъл от гледна точка на растението: Ако тя би използвала само ароматния сигнал, за да преобразува ценните си ресурси в молекули на отбраната, това би било в тяхна вреда, ако в крайна сметка те не атакуваха и все пак бяха вложили енергия в защитата. Защитните вещества включват така наречените протеиназни инхибитори (TPI), които инхибират храносмилането на тревопасните гъсеници. До каква степен тази комуникация между тютюна и мургавата би могла да играе роля в екологията на двата вида, все още не е ясно.

Учените също искат да изяснят подробностите за обмена на информация за растенията в рамките на един вид. Първи, интересен резултат вече е налице: растенията от див тютюн „миришат“ и разпознават пълни букети от аромати на техните консистенции, които се състоят от различни газообразни молекули.

"Тъпи" предавателни станции

Използвайки генетично модифицирано растение - така нареченото "тъпо" растение - което вече не може да произвежда избрани аромати, е доказано, че съставът на аромата е много важен. Поради липсата на определени вещества в аромата на тихите, трансгенни "трансмитерни растения", съседните растения-реципиенти реагираха по различен начин, отколкото ако букетът с аромати беше пълен. показ

В своите изследвания биолозите отдават голямо значение на комбинирането на лабораторни и полеви изследвания и извършването на лабораторни експерименти възможно най-„реалистично“. Обикновено в лабораторията за анализ на аромати растенията се затварят в сравнително тесни стъклени контейнери или камери, което изкуствено увеличава концентрацията на газообразни молекули. За да се влошат нещата, растенията - хванати в херметичните очила - бързо страдат от недостиг на CO2. „За да компенсира този дефицит, растението отваря своите отвори за пролуки, през които в допълнение към СО2 в молекулата на листата влизат още молекули аромат. В резултат реакцията на рецепторното растение може да бъде изкуствено засилена или прелюбодействана “, обяснява Аня Пасколд от Института за химическа екология„ Макс Планк “в Йена.

В своето проучване ученият изследва комуникацията на аромата между тютюневите растения, от една страна, при „реалистични“ условия, от друга, с помощта на трансгенни „тъпи“ растения. Тя откри, че нито пълният парфюмен профил на дивите растения, нито профилът на генетично инженерни растения, ограбен от някои молекули на аромата, не влияят на вече познатите защитни механизми в растенията реципиенти: никотин, язмон Нивата на киселинния и протеиназния инхибитор почти не се променят и не може да бъде открит и първичен ефект.

Систематично изследвайте химическия език на растенията

Въпреки това, проучванията на генната експресия разкриват, че значително повече гени са регулирани в реципиентното растение, когато в парфюмната смес липсват листни алкохоли и алдехиди, които произвеждат познатия аромат на прясно окосена трева. Когато непълният букет с аромати отново се допълва от синтетични листни алкохоли и алдехиди, гените са "нерегулирани". Очевидно, следователно, поне в рамките на един вид ароматни сигнали от растение към растение някои генетични групи са включени, а други са изключени. Функцията на повечето от тези гени все още не е ясна и сега се анализира.

Използвайки примера за див тютюн, учените около Иън Болдуин искат систематично да изследват растенията на "химическия език", които използват за общуване помежду си. В допълнение към "мълчаливите" трансгенни трансмитерни растения и "глухи" растения реципиент се използват, които вече не могат да възприемат определени Duftmolek le, защото им липсва съответният рецептор. Без методите на генното инженерство това вълнуващо основно изследване не би било възможно.

(idw - MPG, 14.02.2006 - DLO)