Гусеницы нейтрализовали ядовитый растительный сок смесью кислот

Гусеница Theroa zethus выбрасывает кислотный секрет из железы на брюшке.

D.Dussourd / PLoS ONE, 2015

Гусеницы мотыльков Theroa zethus нейтрализовали ядовитый для них латекс молочая с помощью смеси муравьиной и масляной кислот, сообщается в PLoS ONE. Эти вещества содержатся в секрете, которым гусеницы смазывают растения, после чего выделение латекса уменьшается. Если же насекомое перед тем, как нанести кислоту, мнет стебли и черешки листьев растения, облегчая проникновение кислоты в ткани растения, латекс практически перестает выделяться.

Гусеницы мотыльков Theroa zethus, обитающей на юго-западе Северной Америки, питаются несколькими видами молочая, в том числе пуансеттией (Euphorbia pulcherrima). Для защиты от насекомых пуансеттия использует латекс, который у некоторых молочайных ядовит. У зрелых растений он скапливается в канальцах, проходящих в стебле, черешках и главной жилке листа, где сок находится под давлением. Когда насекомое повреждает ткань растения, латекс в больших количествах вытекает наружу и приклеивает жертву к листу или ветке.

Theroa zethus является одним из немногих видов насекомых, которые могут питаться растениями, выделяющими латекс. Как показал биолог Дэвид Дюссур (David E. Dussourd) из Университета Центрального Арканзаса, гусеницы нейтрализуют растительный латекс с помощью кислотного секрета, который они выделяют из железы на брюшке. Большинство гусениц мотыльков-нотодонтид, к которым относится T.zethus, с его помощью отпугивают хищников. Если их потревожить, они выстреливают секретом в атакующего. Зетусы с его помощью и защищаются от нападения, и добывают себе пищу. После того, как гусеницы выделяют кислоту на стебель или черешки молочая, растительные ткани меняют структуру, и латекс  выделяется на этих участках в меньших количествах. Кроме того, гусеницы T.zethus перед тем, как нанести секрет, царапают и мнут поверхность стебля или черешков. Возможно, это делается для того, чтобы кислотный секрет подействовал быстрее.

В новом исследовании Дюссур и его коллеги определили состав секрета T.zethus. Они подтвердили уже известный результат и нашли в нем муравьиную кислоту (в смеси ее оказалось 30 процентов). Также ученые обнаружили в секрете менее одного процента масляной кислоты. Чтобы подтвердить, что ткани молочая разрушает смесь муравьиной и масляной кислот, а не другие вещества, ученые нанесли ее и секрет T.zethus на растения, и убедились, что на них возникают аналогичные повреждения. Они выяснили, что муравьиная кислота дает практически такой же эффект, как смесь кислот (P < 0.05), а масляная кислота сама по себе вреда растениям не причиняет.

Также авторы изучили гистологию поврежденных гусеницами растительных тканей и обнаружили, что кислотный секрет меняет форму клеток, хотя и не повреждает клеточную стенку. Но, очевидно, этих повреждений оказывается достаточно, чтобы уменьшить выделение латекса.

Пытаясь воспроизвести поведение гусениц, исследователи царапали или мяли черешки листьев молочая, а потом наносили на них секрет насекомых, либо проделывали эти операции по отдельности. Оказалось, что сминание и нанесение кислотного секрета уменьшало выделение латекса вдвое, а вместе они практически его прекращали (p < 0,0001). К такому же результату приводило нанесение секрета на поцарапанную поверхность черешка (p < 0,0001).

«Чтобы понять уязвимо ли растение для насекомых, мы должны рассматривать не только систему, которую растение использует для защиты, но и на возможности насекомого. В этом исследовании гусеница нейтрализует защиту пуансетии с помощью латекса, выделяя кислоту, которая служит для защиты от хищников», — говорит Дюссур. «Гусеница облегчает проникновение кислоты, соскабливая поверхностные ткани растения, а затем мнет его, чтобы повредить латексные канальцы. Сочетание поведенческих манипуляций и добавления кислоты позволяет гусенице обезоружить растение, зачастую вообще не контактируя с латексом».

Ранее ученые выяснили, что гусеницы не только могут нейтрализовать систему защиты растений без вреда для себя, но и делятся с собратьями информацией об источниках пищи. Гусеницы бабочки-серпокрылки, которые питаются листьями березы и ольхи, сообщают о них с помощью вибраций ртом и анальным сегментом.

Екатерина Русакова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.