Рослини маніпулюють круглими хробаками, використовуючи їх же феромони
Виявилося, що рослини використовують хімічну «мову», щоб відганяти від себе шкідників-нематод, обманюючи цих черв'яків, які планували обманювати самі рослини.
Крихітні круглі черви нематоди — визнані сільгоспшкідниками. Обґрунтовуючись в коренях різних культур, вони отримують там готель з повним пансіоном, а фермерські господарства у всьому світі — мільярдні збитки. Однак вчені виявили у рослин суперздатність, яка може виявитися ключем до нових методів боротьби з цими паразитами.
Статтю про своє дослідження автори опублікували в Nature Communications.
Що робити, якщо на тебе нападають, а ти прикутий до місця і не можеш втекти або знищити супротивника? Переконати його забратися подоброму. Вчені з Інституту Бойса Томпсона з'ясували, що рослини не просто сприймають і імітують «запах» нематод. За словами провідного автора Френка Шредера, вони розпізнають систему комунікації нематод і впроваджуються в неї, вивчаючи систему сигнальних речовин, як ми вчимо іноземну мову. Після цього рослина розвиває свого роду пропагандистську діяльність, переконуючи нематод, що «тут погане місце».
Черв'яки виробляють і виділяють для зв'язку один з одним групу хімічних речовин, званих аскарозидами. Для своїх оборонних цілей рослини метаболізують аскарозиди і виділяють метаболіти назад в грунт.
Більш рання робота показала, що аскарозид ascr#18, секретируємий нематодами, змушує рослини посилювати захист. При цьому речовина з часом зникала з грунту. Вчені зіставили ці дані з тим фактом, що рослини можуть модифікувати метаболіти шкідливих організмів, і припустили: можливо, рослини і нематоди взаємодіють за допомогою передачі сигналів малими молекулами і змінюють повідомлення один одного.
Для перевірки команда обробила ascr # 18 три види рослин-резуховидку, пшеницю і томат. Потім учені порівняли з'єднання цих рослин і рослин тих же видів з контрольної, необробленої групи. Вони ідентифікували три метаболіти ascr#18, найпоширенішим з яких був ascr#9. Ці три метаболіти оброблені томати і резуховидка виділяли назад в грунт. При цьому "купаж", що складається з 90% ascr # 9 і 10% ascr # 18, потрапляючи в грунт, пов'язаний з масовим доглядом нематод від коренів рослини і зменшенням масштабів інвазії паразита.
Команда висунула гіпотезу, що нематоди в грунті сприймають цю суміш як сигнал, що посилається вже зараженими нематодами рослинами: раз рослина вже обжита, варто пошукати інше місце, щоб не перенаселяти колишнє. Черв'яки могли еволюціонувати, щоб використовувати метаболізм рослин і змусити їх, посилаючи сигнал, допомагати своїм ворогам. Рослини, у свою чергу, могли еволюціонувати, щоб підробити сигнал, щоб здаватися настільки сильно зараженим, наскільки це можливо, тим самим обманюючи потенційних загарбників.
Вчені відзначають, що рослини можуть мати схожі види хімічного зв'язку і з іншими шкідниками. Це відкриває перспективи для створення екологічного методу боротьби з різними сільськогосподарськими паразитами. Майбутні дослідження можуть знайти найбільш підходящий варіант використовуваних речовин. Автори відзначають, що шкоди для культур, їх врожайності або харчових властивостей бути не повинно, так як аскарозиди, наприклад ascr#18, в основному стимулюють рослини швидше і сильніше реагувати на патоген, а не викликати широкопрофільну захисну відповідь, який міг би, скажімо, пригнічувати їх зростання.
Дослідники відзначили, що рослини метаболізують ascr#18 через пероксисомальний шлях β-окислення — систему, зберігається у багатьох видів рослин.
"Ця стаття розкриває давню взаємодію, - пояснює Шредер. - Всі нематоди виробляють аскарозиди, і у рослин були мільйони років, щоб навчитися маніпулювати цими молекулами. Рослини не пасивні зелені об'єкти. Вони є активними учасниками інтерактивного діалогу з навколишнім середовищем, і ми продовжимо розшифровувати цей діалог».
Також читайте: