Растения отказываются от устаревших защитных механизмов при атаке устойчивых к ним травоядных

Развитие огнестрельного оружия заставило армии отказаться от кольчуг и других подобных доспехов. Новое исследование Академии естественных наук Университета Дрекселя показало, что растения так же поступают с устаревшей защитой.

Проект представлен в New Phytologist. Команда, возглавляемая доктором Татьяной Лившульц, обнаружила генетические свидетельства, что многие растения, чьи предки вырабатывали химикат, способный отпугивать травоядных, перестали производить его. Вероятно, изменения спровоцировало развитие иммунитета у животных, отмечает eurekalert.org.

Группа проследила эволюцию гена, участвующего в выработке пирролизидиновых алкалоидов, класса веществ, токсичных для людей и других млекопитающих. Авторы рассматривали род цветущих растений, Apocynaceae, вроде кендыря и молочая. Отслеживая генетическую историю, ученые определили, когда химикат начал впервые вырабатываться, и сколько раз его выделение прекращалось. Идентифицировав общий ген одного из последних предков более 75% видов Apocynaceae, исследователи выяснили, что он становился нефункциональным минимум 4 раза.

Отслеживая зависимости изменений и устойчивости животных к защитным алкалоидам, команда нашла заметную связь с бабочками Danainae (данаиды и стеклянницы). Почти все виды Apocynaceae, которые едят личинки насекомых, происходят от предка, выделявшего названное вещество. Зная, что большинство бабочек любят пирролизидиновые алкалоиды, ученые предположили, что растения перестали вырабатывать привлекающий их химикат.

Выводы поддерживают гипотезу о «защитной деэскалации», когда организмы прекращают использовать переставшие работать ресурсы. Это, в частности, позволяет найти новые методы самосохранения.
«Apocynaceae этого рода выделяют различные классы химикатов, включая карденолиды и другие типы алкалоидов, — объяснила Лившульц. – Первые хотя бы частично защищают от адаптировавшихся травоядных, вроде бабочек монархов».
Другие виды, вероятно, продолжают пользоваться пирролизидиновыми соединениями, так как сильнее страдают от восприимчивых к ним вредителям. Авторы планируют подробно изучить историю отказа от этих алкалоидов и выяснить, является ли повышенное внимание данаид хорошим предвестником прекращения выработки вещества.