Как сладкий картофель отбивает у насекомых-вредителей аппетит: новое открытие

Ученые из Института химической экологии им. Макса Планка (Германия) выяснили, что при нападении насекомых батат испускает определенный запах, который защищает его и другие растения от следующих атак.

Сладкий картофель, или батат (Ipomoea batatas) – популярная у азиатских народов еда. Кроме того, это растение обладает удивительным свойством: при повреждении листьев насекомыми оно испускает неприятный запах, отпугивающий вредителей. При этом такая особенность свойственна не всем видам батата, а только его устойчивым сортам. 

Ученые хотели выяснить, что именно происходит с растением после того, как его повреждают насекомые. Выяснилось, что при повреждении листьев оно синтезирует гормон, активирующий защитные механизмы. 

В результате этого образуется вещество спорамин, которое подавляет выработку пищеварительных ферментов у атакующих насекомых и приводит к потере аппетита (именно поэтому сырой сладкий картофель  перед употреблением необходимо обязательно термически обработать).

Помимо спорамина, за защитный ответ отвечает вещество (Е)-3,8-диметил-1,4,7-нонатриен (ДМНТ). Оно запускает образование защитного белка не только у пораженного растения, но и у соседних, которые еще не были атакованы насекомыми. Эти растения способны быстро и эффективно воспринимать запахи, чтобы подготовиться к надвигающейся угрозе.

Вещество ДМНТ относится к классу терпеноидов (производные терпенов, которые чаще всего содержатся в хвойных растениях). Терпеноиды регулируют активность генов растений. Наиболее известным представителем веществ этого класса является ментол.

Эти органические молекулы очень лабильны, могут легко менять свое пространственное строение (изомеризоваться) и соединяться в циклы, причем все это происходит в достаточно мягких условиях: под воздействием света, воздуха, воды и т.п. Из-за особенности быстро менять структуру такие молекулы назвали «химическими хамелеонами».

«Оказалось, что достаточно всего одного летучего соединения, чтобы вызвать специфическую защитную реакцию у сладкого картофеля сорта Тайнонг 57. Более того, одно и то же вещество одновременно используется бататом для связи с соседними растениями с целью передачи важной информации», – объяснил Аксель Митхёфер, автор исследования. 

Впрочем, пока только растения устойчивого сорта Tainong 57 продемонстрировали способность высвобождать ДМНТ в высоких концентрациях и умение воспринимать запах. Растения других сортов подобной реакции не показали. 

«Наши результаты очень важны для сельского хозяйства, поскольку культивирование устойчивых сортов, таких как Tainong 57, может помочь значительно уменьшить вред, наносимый насекомыми, естественным путем», – добавил Митхёфер.

Выведение сортов, которые высвобождают более высокое количество ДМНТ и способны эффективнее их воспринимать по сравнению с другими сортами, может существенно уменьшить использование пестицидов.