Папоротники тоже умеют защищаться от вредителей

Папоротники принадлежат к отделу сосудистых споровых растений и эволюционно значительно старше цветковых. Отличительная особенность папоротниковидных растений в том, что они не имеют цветов и семян, а для жизненного цикла характерно чередование бесполого (спорофит) и полового (гаметофит) поколения с преобладанием спорофита. Особого внимания заслуживает метаболическая активность этих растений, в частности, их защита от травоядных животных, которая является весьма эффективной по сравнению с механизмами защиты покрытосеменных растений. Ботаники называют папоротник вида Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum) одним из наиболее распространенных на планете видов растений, однако, несмотря на столь широкое распространение, травоядные животные атакуют папоротник значительно реже, чем цветковые растения. Чем это можно объяснить? Известно, что листья папоротника содержат токсичные вещества, которые отпугивают насекомых-вредителей и заставляют тех держаться на расстоянии от этого растения. Химический анализ состава листьев папоротника показал наличие следующих веществ: инданонов, цианогенных гликозидов и дубильных веществ. Исследователи из Института Макса Планка по химической экологии (Йене, Германия) пошли дальше и решили выяснить, способен ли Орляк обыкновенный выделять в окружающую среду аттрактанты для защиты от вредителей. Викетисен Радхика, аспирант кафедры биоорганической химии в институте, использовала для этого эксперимента личинок двух видов насекомых: Пильщик папоротниковый линейчатый (Strongylogaster multifasciata) и Совка египетская хлопковая (Spodoptera littoralis). Кроме того, исследовательница имитировала механические повреждения растения, вызываемые травоядными животными. Результаты исследования показали, что Орляк обыкновенный, в отличие от цветковых растений, не выделяет летучие вещества. Правда, продукцию подобных веществ можно стимулировать обработкой папоротника растительным гормоном - жасмоновой кислотой, которая индуцирует синтез аттрактантов у цветковых растений (эти летучие соединения привлекают насекомых-вредителей, которые паразитируют на травоядных животных). Фасоль, кукуруза, хлопок, тополь, табак, картофель - эти и другие покрытосеменные, как известно, после нападения травоядных животных синтезируют в листьях жасмоновую кислоту. Жасмоновая кислота является растительным гормоном и запускает синтез летучих веществ, в частности производных терпеноидов. Этот защитный процесс используется для привлечения врагов растительноядных животных, а именно - личинок насекомых. Что касается листьев папоротника, то они выделяют аттрактанты только после непосредственной обработки жасмоновой кислотой. Ученые детально изучили этот процесс и обнаружили, что выделения летучих терпеноидов из папоротника может быть вызвано даже предшественниками жасмоновой кислоты. Биохимические эксперименты показали, что синтез этих веществ проходит по метаболическому пути, аналогичному тому, что имеет место в цветковых растениях, сообщает портал www.sciencedaily.com Означает ли это, что папоротник не нуждается в дополнительной защите с помощью выделения летучих веществ? Является ли наличие высокотоксичных веществ в листьях папоротника достаточным, чтобы отбивать желание у травоядных животных ими полакомиться? "Мы можем только догадываться", - говорит Вильгельм Боланд, директор департамента. Удивительно, что даже без очевидной косвенной защиты папоротники успешно колонизировали нашу планету.