Новое исследование демонстрирует: листовертка египетского хлопка выбирает тихие растения для откладки яиц, избегая тех, которые издают ультразвуковые сигналы тревоги. Визуальная иллюстрация на обложке сопровождает текст: на снимке они показывают, как насекомые «слушают» растения и обходят «шумные» участки флоры. Электронная почта. ссылка скопирована. Когда растения переживают стресс, они не молчат об этом. Их крик находится в ультразвуковом диапазоне — слишком высоком для человеческого слуха — однако учёные на протяжении десятилетий применяли специальные устройства для прослушивания. Впервые группа исследователей из Израиля зафиксировала, что насекомые способны слышать и интерпретировать акустические сигналы бедствия, исходящие от растений.

По словам ведущего автора исследования Раии Зельцера, энтомолога и докторанта кафедры зоологии Тель-Авивского университета, данное открытие опирается на предыдущую работу группы, в ходе которой записаны звуки, издаваемые растениями томатов и табака при обезвоживании. «Преобладающая гипотеза состоит в том, что эти звуки возникают вследствие изменений водного баланса в сосудах ксилемы» — специализированных клетках растения, переносящих воду и питательные вещества вверх от корней к стеблю и листьям, — пояснил Зельцер CNN по электронной почте. В периоды стресса, вызванного недостатком влаги, в тканях ксилемы образуются пузырьки воздуха, которые расширяются и сжимаются. Эта последовательность событий вызывает вибрации, которые каждые несколько секунд производят щелчки, зафиксированные учёными в диапазоне частот от 20 до 100 килогерц. Они подсчитали, что эти частоты слышны насекомым на расстоянии до 5 метров. (Звуковые волны выше 20 килогерц обычно не воспринимаются человеческим ухом.)

Учёные хотели выяснить, улавливают ли эти ультразвуковые сигналы насекомые; ими исследована листовертка египетского хлопка (Spodoptera littoralis), откладывающая яйца на листьях растений. Группа обнаружила, что мотыльки обычно избегают шумных и стрессовых растений томата. Согласно недавнему исследованию в журнале eLife, насекомые предпочитали томаты, которые были тише и, следовательно, находились в лучшем состоянии, с листьями, обеспечивающими более сочную пищу для недавно вылупившихся личинок.

«Исследование открывает удивительный новый механизм восприятия сигналов из окружающей среды — насекомые улавливают звуки, исходящие от растений, находящихся в стрессовом состоянии», — отметил доктор Яли В. Чжан, адъюнкт-профессор физиологии Медицинской школы Перельмана Пенсильянского университета. Чжан, изучающий химическую коммуникацию между насекомыми и растениями в Центре химических ощущений Монелла в Филадельфии, не участвовал в данном исследовании.

Однако факт того, что мотыльки слышат звуки обезвоженных растений и реагируют на них, не означает, что растения и мотыльки общаются друг с другом. «Важно подчеркнуть, что мы наблюдали взаимодействие, а не общение», — добавила Чжан. «Растения, вероятно, издают эти звуки пассивно и не стремятся активно общаться с насекомыми».

Исследователи использовали специальные устройства для обнаружения ультразвуков, исходящих от попавших в беду растений. Прослушивание и интерпретация. Когда ученые предложили самкам мотыльков выбрать между высушенными и свежими томатами, мотыльки устремились к более живому растению, чтобы отложить яйца. Однако команда хотела понять, повлияли ли звуки обезвоженного растения на выбор мотыльков. Они построили арену с двумя ящиками: в одном проигрывались звуки растений, попавших в беду, а в другом было тихо.

В ходе эксперимента мотыльки тянулись к шумной коробке, что позволило предположить — звуки указывали на наличие живого растения вблизи. Это преимущество исчезло, когда мотыльков оглушили, что доказало: мотыльки ориентировались на звуки растений, прежде чем сделать выбор. В другом эксперименте самкам мотыльков предлагались два растения томата: оба увлажнённые, но одно рядом с динамиком, транслирующим стрессовые ультразвуковые сигналы. Результат: больше мотыльков выбирали более тихое растение.

В третьем эксперименте исследовалось влияние других акустических сигналов, например сигналов самцов мотылька, которые издают ультразвуковые щелчки во время ухаживания. Согласно исследованию, когда крики самцов транслировались с одной стороны арены, самки не проявляли существенного предпочтения относительно места кладки яиц.

Совокупность этих экспериментов свидетельствует: мотыльки слушают и распознают звуки, издаваемые растениями, и используют полученную акустическую информацию при принятии решений о размещении яиц и выборе растений для размножения, — отметил Зельцер. «Круто и удивительно».

Насекомые могли улавливать ультразвуковые звуки ещё с эпохи эоценовых времен (около 55,8–33,9 млн лет назад). Однако учёных поразило, что мотыльки распознают сигналы тревоги растений и предпочитают более тихие растения для первой яйцекладки. «Это действительно классное и удивительное открытие!» — заявил Чжан. «Мы знаем о запахах растений, когда они в беде и хотят пить — эти запахи помогают привлекать полезных насекомых или отпугивать вредителей. Новое здесь заключается в том, что звук может дополнять информацию, служа предупреждающим сигналом, особенно когда запаха или его обнаружение труднее.»

Акустика растений возбуждает растущий интерес исследователей: предварительная работа указывает на широкое распространение создания звуков. В будущих исследованиях можно изучить применение акустического мониторинга для понимания того, как стресс влияет на здоровье растений и какие возможности это открывает для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. «Это только начало» — уверяет Зельцер. «Существует масса организмов, которые могут слышать на этих частотах, и, возможно, ещё много звуков растений, которые мы ещё не обнаружили. Это наверняка только верхушка айсберга.»