Растения общаются посредством звуков – в этом впервые обнаружена реакция животных

Новости МирТесен

Сотрудники израильского Тель-Авивского университета представили убедительные свидетельства взаимодействия посредством звука между растительным миром и насекомыми. Результаты научной работы были обнародованы в журнале и демонстрируют, что самки моли ориентируются на ультразвуковые сигналы, исходящие от растений, при выборе места для кладки яиц – критически важного этапа их жизненного цикла. Эти колебания не воспринимаются человеческим слухом из-за высокой частоты, но насекомые улавливают их и интерпретируют как признаки дискомфорта или напряжения в растениях.

Работа была осуществлена под руководством профессора Йосси Йовеля (зоология) и профессора Лилах Хадани (растениеводство), оба преподавателя Факультета наук о жизни Тель-Авивского университета. В исследовании приняли участие аспиранты Ря Сельцер и Гай Зер Эшель, а также специалисты из Института защиты растений при Институте Волкани. Данная работа является логическим продолжением предыдущего открытия двухгодичной давности, которое зафиксировало ультразвуковые сигналы от растений в состоянии стресса.

Профессор Йовель отмечает, что это открытие стало отправной точкой для нового направления исследований, посвященных акустической коммуникации между растениями и животными. Тогда нам удалось установить, что растения издают звуки, однако возник более интересный вопрос: используют ли животные, способные их слышать, эти сигналы для принятия решений? Известно, что многие насекомые, постоянно взаимодействующие с растениями, способны воспринимать эти звуки. Наша цель заключалась в том, чтобы выяснить, обнаруживают ли они их и реагируют ли на них.

Профессор Хадани описывает методологию, примененную в исследовании: «Мы решили сконцентрироваться на самках моли, поскольку они обычно откладывают яйца на растениях, предназначенных для питания их личинок после вылупления. Мы предположили, что самки будут искать наиболее подходящее место для откладки яиц – здоровое растение, способное обеспечить полноценное питание потомству. Будут ли моли избегать откладки яиц на растениях, издающих акустические сигналы, указывающие на стресс, например, вызванный обезвоживанием? Чтобы найти ответ на этот вопрос, мы провели ряд экспериментов.

Звук как решающий фактор

Целью первого эксперимента было отделение слуховых сигналов от других стимулов, например, цвета или запаха растений. Для этого исследователи поставили перед бабочками две коробки: из одной динамик воспроизводил звуки томатных растений, подвергшихся водному дефициту, в то время как другая коробка не содержала звука. Вопреки ожиданиям, бабочки четко предпочли коробку с звуком, вероятно, связывая ее с живым растением, несмотря на то, что оно издавало сигналы, указывающие на дискомфорт.

Когда исследователи отключали слуховые органы насекомых, их поведение претерпело значительные изменения: бабочки начали откладывать яйца в обе коробки с одинаковой вероятностью. Это позволило сделать вывод о том, что бабочки не просто слышат звуки, издаваемые растениями, но и используют эту информацию при выборе места для откладывания яиц.

Во втором эксперименте исследователи создали более правдоподобную ситуацию: бабочек поместили перед двумя здоровыми растениями томата, но одно из них сопровождалось звуками, имитирующими стресс у растения. В этой ситуации самки выразили четкое предпочтение тихому растению, рассматривая его как более защищенное место для развития потомства.

Речь идет не о любых звуках, исключительно о тех, которые исходят от растений

Для исключения возможности реакции бабочек на любые ультразвуковые сигналы, исследователи провели дополнительный эксперимент. В ходе этого опыта одна из коробок воспроизводила звуки самцов мотыльков, частота которых соответствовала частоте стрессовых растений. Однако самки не показали каких-либо предпочтений, распределяя яйца случайным образом. Это позволило установить, что их поведение обусловлено не общими звуками, а конкретно сигналами, испускаемыми растениями.

В результате проведенных исследований ученые сделали вывод о том, что это работа представляет собой первое подтверждение непосредственного звукового взаимодействия между растениями и насекомыми. Тем не менее, мы уверены, что это лишь первый шаг на пути к познанию истины. Вероятно, акустическая коммуникация между растительным миром и животными имеет множество форм и выполняет различные функции, о которых нам еще предстоит узнать. Это обширная область знаний, ожидающая новых открытий.

Данное открытие указывает на перспективные пути для дальнейших исследований в сферах устойчивого сельского хозяйства и борьбы с вредителями. Возникает вопрос: возможно ли применение акустических сигналов для защиты сельскохозяйственных культур, учитывая, что бабочки проявляют явное избегание больных растений?