Растения предупреждают друг друга о вредителях по «телефонным проводам» из паразитической повилики.

У паразитического растения повилики нет ни листьев, ни корней – ни то, ни другое ей просто не нужно. Воду и питательные вещества она высасывает из растения-хозяина, внедряясь в него специальными выростами, называемыми гаусториями. При этом паразит способен распространяться на несколько растений-хозяев, объединяя их в своеобразную сеть.

Повилика может покрывать своей сетью много растений, принадлежащих разным видам. (Фото: J. Zhang / Chinese Academy of Sciences.)

Два растения сои, соединенные повиликой. (Фото: J. Zhang / Chinese Academy of Sciences.)

С одной стороны, те, на ком поселилась повилика, испытывают вполне определенные неудобства; более того, кое-где она стала настоящей проблемой, снижая урожаи сельскохозяйственных культур. Но, с другой стороны, для растений-хозяев от паразита может быть и своя польза.

В статье в PNAS исследователи из Института химической экологии Общества Макса Планка пишут, что повилика служит чем-то вроде телефонной связи, помогая растениям общаться друг с другом. Известно, что в случае опасности растения предупреждают друг друга, используя летучие химические вещества.

Например, полынь, почувствовав, что ее едят, дает сигнал ближайшим растениям полыни, чтобы те подготовились – в результате у соседей в стеблях и листьях начинают накапливаться вещества, делающие растение невкусным. (Несколько лет назад исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили, что полынь таким образом предупреждает только близких родственников; те, кто находится с конкретным поврежденным растением в отдаленном родстве, понимают его химические сигналы хуже.) И вот Кристиану Хиттенхаузену (Christian Hettenhausen) и его коллегам пришло в голову, что повилика может быть одним из каналов связи, по которому ее хозяева оповещают друг друга о неприятностях.

Когда растение чувствует на себе гусениц, в нем включаются защитные и антистрессовые механизмы, связанные с гормонами жасмонатами. Эти гормоны запускают синтез токсичных веществ, которые должны отпугнуть вредителя, но синтез таких веществ включается не только непосредственно в том листе, которые есть гусеница, но и в неповрежденных листьях – сигнал об опасности распространяется по телу растения целиком. Эксперимент с повиликой был сравнительно прост: на растения сои, табака, томата и арабидопсиса сажали повилику, а потом – гусениц азиатской хлопковой совки. Через какое-то время у растений с гусеницами и растений без гусениц сравнивали активность генов.

Как и ожидалось, из-за гусениц у растений активировались защитные гены, однако активировались они не только у тех, на ком вредители непосредственно сидели, но и на их соседях, связанных с ними повиликой. Причем жасмонатный тревожный сигнал по «проводам» из повилики распространялся довольно быстро, и даже если растения принадлежали разным видам, они все равно понимали друг друга, так что вся сеть, объединенная повиликой, начинала готовиться к встрече с гусеницами.

Работает ли такая передача сигнала с любыми вредителями, или же тут есть свои тонкости в зависимости от того, кто ест растение, гусеница или, скажем, тля – это еще предстоит узнать.

Кроме того, было бы любопытно выяснить, помогает ли сама повилика передавать сигнал тревоги от одного хозяина другому. С одной стороны, растения могут просто использовать своего паразита, раз от него невозможно избавиться, в борьбе с другими паразитами; с другой стороны, самой повилике было бы выгоднее, если бы на ее хозяев больше никто не претендовал.