Химики-экологи университета штата Пенсильвания утверждают, что растения-паразиты присасываются к своим жертвам совсем не волею случая, а целенаправленно "вынюхивая" испускаемые ими летучие соединения.

При изучении процессов взаимодействиях растений с окружающей средой исследователи, работающие под руководством доктора Консуэло де Мораэса (Consuelo M. De Moraes), натолкнулись на факт, что, о том, как растения-паразиты находят своих хозяев, неизвестно практически ничего.

В качестве объекта исследования учёные выбрали повилику (Cuscuta pentagona) – растение, паразитирующее на ряде сельскохозяйственных культур, в том числе на томатах, моркови, луке, цитрусовых деревьях, клюкве и люцерне. Повилика встречается повсеместно и ежегодно наносит немалый урон сельскому хозяйству многих стран, а избавиться от неё практически невозможно, так как уничтожающие её гербициды убивают, как правило, и растений-хозяев.

Стебель томата с прикрепившимся к нему побегом повилики.

Растение повилики не имеет корней, практически не имеет листьев и выпускает крошечные еле заметные цветки. Время, в течение которого росток может прожить самостоятельно, ограничено количеством питательных веществ, запасённых в семени, и позволяет ему вырасти не более чем на 10 сантиметров.

Для того, чтобы выяснить, каким образом побег повилики находит своего хозяина, исследователи поставили несколько серий экспериментов. Сначала они помещали семя повилики в центр наполненной водой ёмкости на диск из фильтровальной бумаги. На краю диска помещали росток томата и таким образом предоставляли новорождённой повилике полную свободу действий. По прошествии четырёх дней направление роста стелющегося по бумаге побега повилики оценивалось по отношению к положению ростка томата.

В 80% случаев направление роста побегов повилики не оставляло сомнений – они двигались прямо к своей предполагаемой жертве. Однако никакого разумного объяснения этому феномену на данном этапе исследования не нашлось.

Учёные пытались привлечь внимание ростков повилики искусственными растениями томатов, сосудами с влажной землёй или водой зелёного и красного цвета, но ни одна из этих приманок не вызывала направленного роста. Тогда решено было вернуться к росткам томатов, но высаженным на этот раз на определённом расстоянии, условно говоря "вне поля зрения" повилики. Реакция ростков паразита была аналогичной реакции в первой серии экспериментов. Для подтверждения возникшей при этом гипотезы, согласно которой повилика реагирует на испускаемые растениями томатов летучие соединения, исследователи использовали экстракт растения томата, что вызвало ожидаемую реакцию со стороны ростков повилики.

После того, как роль летучих соединений в привлечении повилики к томатам была доказана, учёные решили обратить внимание на других потенциальных хозяев паразита. Эксперименты показали, что повилика реагирует на "позывные" многих растений, даже пшеницы, несмотря на её неспособность поддерживать жизнедеятельность паразита. Однако когда ростку повилики на выбор были предложены пшеница и томат, томат безоговорочно победил, что указывает на способность растения отличать хорошего хозяина от плохого.

Изучение реакции повилики на семь испускаемых томатами ароматических соединений по отдельности выявило три из них, которые способны вызывать направленный рост побегов. Одно из них выделяется также пшеницей, однако другой компонент "пшеничного аромата" отпугивает повилику, что, по-видимому, и делает пшеницу гораздо менее привлекательной жертвой по сравнению с томатом.

Авторы считают, что идентификация даже одного соединения, отпугивающего растения-паразиты, может послужить толчком к разработке распыляемых в воздухе нетоксичных для сельскохозяйственных культур гербицидов. Они планируют продолжить работу с целью выяснения механизмов, позволяющих паразитам ощущать присутствие потенциального хозяина и реагировать на него определённым образом. Самой главной задачей является идентификация задействованных в этих процессах специфических рецепторов. Ещё одним аспектом, который, по мнению учёных, должен быть изучен, является реакция растения-хозяина на атаку растительных паразитов и задействованные в этом механизмы защиты.

Источник новости: ScienceDaily

Е. Рябцева