«Предыдущее исследование изучало, как растения реагируют на акустическую энергию, в том числе музыку, — сказала Хайди Аппель, старший научный сотрудник отдела наук о растениях Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов и Центра наук о жизни Бонда при Массачусетском университете. «Однако наша работа является первым примером того, как растения реагируют на экологически значимую вибрацию. Мы обнаружили, что пищевые вибрации сигнализируют об изменениях в метаболизме растительных клеток, создавая более защитные химические вещества, которые могут отражать атаки гусениц».Аппель сотрудничал с Рексом Кокрофтом, профессором отделения биологических наук Университета штата Нью-Йорк.
В ходе исследования гусениц поместили на арабидопсис, небольшое цветущее растение, родственное капусте и горчице. Используя лазер и крошечный кусочек отражающего материала на листе растения, Кокрофт смог измерить движение листа в ответ на жевательную гусеницу.
Затем Кокрофт и Аппель воспроизвели записи вибраций кормления гусениц одной группе растений, но воспроизвели только тишину для другой группы растений. Когда гусеницы позже питались обоими наборами растений, исследователи обнаружили, что растения, ранее подвергавшиеся воздействию вибраций питания, производили больше горчичного масла, химического вещества, непривлекательного для многих гусениц.
«Что примечательно, так это то, что растения, подверженные различным вибрациям, в том числе производимым легким ветром или различными звуками насекомых, которые имеют общие акустические особенности с вибрациями кормления гусениц, не увеличивают их химическую защиту», — сказал Кокрофт. «Это указывает на то, что растения способны отличать вибрацию питания от других распространенных источников вибрации окружающей среды».Аппель и Кокрофт говорят, что будущие исследования будут сосредоточены на том, как вибрации воспринимаются растениями, какие особенности сложного вибрационного сигнала важны и как механические колебания взаимодействуют с другими формами информации о растениях, чтобы вызвать защитные реакции на вредителей.«У растений есть много способов обнаружить нападение насекомых, но вибрации кормления, вероятно, самый быстрый способ для удаленных частей растения почувствовать атаку и начать повышать свою защиту», — сказал Кокрофт.
«Гусеницы реагируют на эту химическую защиту, отползая, поэтому использование вибрации для усиления защиты растений может быть полезно для сельского хозяйства», — сказал Аппель. «Это исследование также открывает окно поведения растений немного шире, показывая, что растения имеют во многом те же реакции на внешние воздействия, что и животные, хотя реакции выглядят по-разному».Исследование частично финансировалось Национальным научным фондом и было опубликовано в Oecologia.Видео: http://vimeo.com/99635253