Сахароспирт пригласил листоядных гусениц полакомиться грибами

Гусеницы непарного шелкопряда и кистехвосток охотнее поедают листья тополей, поврежденные грибами, чем здоровые, сообщается в Ecology Letters. По-видимому, их привлекает высокое содержание маннита в зараженных листьях. Кроме того, такая пища содержит больше соединений азота, в том числе аминокислот, и питание ей помогает гусеницам быстрее расти. Получается, что виды, которые раньше считали листоядными, на самом деле предпочитают грибы.

Непарный шелкопряд (Lymantria dispar) — распространенная бабочка, гусеницы которой питаются листьями множества видов деревьев. Численность непарных шелкопрядов может возрастать скачкообразно, и тогда на местности, где он обильно размножился, гусеницы наносят деревьям значительный урон. Один из видов, которые особенно страдают в таких случаях, — тополь черный (Populus nigra).

Исследователи из Института химической экологии Общества Макса Планка во главе с Франциской Эберль (Franziska Eberl) решили выяснить, как влияет на поедание листьев тополя непарным шелкопрядом наличие у дерева других патогенов, в первую очередь ржавчинного гриба Melampsora larici‐populina. Все три вида (гриб, насекомое и растение) типичны для Европы, они не завозные, а значит — давно сосуществуют, и наверняка ряд их особенностей развился как результат совместного проживания. Часть их ученые выявили в предыдущих работах: оказалось, что гусениц привлекают летучие вещества, выделяемые уредоспорами ржавчины, а вместе эти вредители тополя меняет набор соединений, которые он выделяет в воздух.

Теперь исследователи предложили гусеницам непарного шелкопряда здоровые листья тополя и зараженные ржавчиной. Ученые оценивали не только предпочтения насекомых, но и химический состав листьев с грибом и без него, и скорость роста гусениц, и то, какие именно участки листьев они ели в первую очередь. Помимо непарного шелкопряда и Melampsora larici‐populina в работе также использовали личинок кистехвостки обыкновенной (Orgyia antiqua), которая тоже вредит тополям, и споры мучнистой росы (одного из представителей порядка Erysiphales; это грибы).

Выяснилось, что непарные шелкопряды и кистехвостки предпочитают питаться листьями тополя, которые заражены грибами. Особенно ярко это было выражено в случае непарного шелкопряда и ржавчины. Чем старше гусеница, тем сильнее было предпочтение. Визуальный контроль за пищевым поведением гусениц показал, что они охотнее едят участки листа со спорами. Когда ученые помещали споры на лист тополя, личинки бабочек в первую очередь ели их, а потом уже приступали к тканям самого растения. Интересно, что гусеницы, которые питались зараженными листьями, росли и окукливались быстрее тех, кто мог есть только здоровые.

Химический анализ выявил отличия состава инфицированных и нетронутых листьев тополя. В первых было больше сахароспирта маннита и флавоноидов. Дополнительная серия экспериментов показала, что именно маннит привлекает насекомых к инфицированным листьям. А непосредственно в грибных спорах обнаружили повышенное по сравнению с тканями растения содержание соединений азота (в том числе аминокислот). Исследователи предполагают, что обилие азота ускоряло развитие гусениц, которые питались зараженными ржавчиной или мучнистой росой листьями.

Питание личинок шелкопрядов и кистехвосток грибами практически не изучено. Согласно новым данным, оно может играть большую роль в развитии этих насекомых. Вероятно, грибы, которые поражают тополь, способны привлекать или, наоборот, отгонять насекомых от листьев этого растения. Если это так, то система взаимодействий тополя и его вредителей гораздо сложнее, чем ее обычно рассматривают.

Пищевые пристрастия насекомых можно использовать и во благо человека. Так, инвазивный североамериканский жук-листоед Ophraella communa в Европе стал биологическим средством контроля численности амброзии (Ambrosia artemisiifolia) — растения, пыльца которого вызывает аллергию у миллионов людей. С появления Ophraella на континенте в 2013 году число ежегодно страдающих от аллергии на амброзию снизилось с 13,5 до 11,2 миллионов человек.

Светлана Ястребова