Зафиксирована реакция животных на звуки, издаваемые растениями

Группа учёных из Тель-Авивского университета впервые продемонстрировала наличие акустической коммуникации между растениями и насекомыми. 

Исследование, опубликованное в журнале eLife, показывает, что самки мотыльков используют издаваемые растениями звуки для принятия важного решения: выбора наиболее подходящего места для откладки яиц. Эти звуки не воспринимаются человеческим ухом, поскольку находятся в ультразвуковом диапазоне, но мотыльки улавливают их, интерпретируя как признаки стресса у растений.

Исследование проводилось в лабораториях профессора Йосси Йовеля из Школы зоологии и профессора Лилаха Хадани из Школы растениеводства и продовольственной безопасности, которые входят в состав факультета естественных наук имени Вайза Тель-Авивского университета. Работой руководили Риа Сельцер и Гай Зер Эшель в сотрудничестве с учёными из Института защиты растений при Институте Волкани. Исследование является продолжением предыдущего открытия, сделанного той же группой два года назад, когда было обнаружено, что растения в состоянии стресса издают ультразвуковые звуки.

Это открытие открыло путь к совершенно новому направлению исследований акустической коммуникации между растениями и животными, объясняет профессор Йовел. Тогда мы подтвердили, что растения издают звуки, но возник более интригующий вопрос: могут ли животные, слышащие эти звуки, использовать их для принятия решений? Мы знаем, что многие насекомые, постоянно взаимодействующие с растительным миром, способны воспринимать их. Мы хотели проверить, действительно ли они улавливают их и реагируют на них.

Первый эксперимент был направлен на то, чтобы изолировать слуховой компонент от других факторов, таких как цвет или запах растений. Исследователи поместили мотыльков перед двумя ящиками: в одном динамик воспроизводил записи растений томата, испытывающих водный стресс, а другой молчал. Вопреки всем прогнозам, мотыльки явно отдавали предпочтение «шумному» ящику, который они, вероятно, связывали с присутствием живого растения, несмотря на издаваемые им сигналы тревоги.

Это поведение радикально изменилось, когда исследователи отключили у насекомых органы слуха: в этом случае мотыльки откладывали яйца в обе ёмкости одинаково часто. Был сделан вывод, что мотыльки не только воспринимают звуки растений, но и активно используют их при принятии решений.

Во втором эксперименте сценарий был более реалистичным: мотыльков поместили перед двумя здоровыми растениями томата, но в одном из них динамик воспроизводил звуки растения, находящегося в состоянии стресса. На этот раз самки явно отдали предпочтение безмолвному растению, посчитав его более безопасным местом для своего потомства.

Чтобы исключить возможность реакции мотыльков на какой-либо ультразвуковой стимул, учёные провели третий эксперимент. В этом случае один из ящиков издавал звуки самцов мотыльков, частота которых была схожа с частотой стрессированных растений. 

Однако самки не проявляли предпочтений, распределяя яйца случайным образом. Это подтвердило, что их поведение обусловлено не общими звуками, а специфическими звуками, издаваемыми растениями.

Это исследование представляет собой первое доказательство прямого акустического взаимодействия между растениями и насекомыми, заключают учёные.

 Однако мы убеждены, что это только начало. Акустическая коммуникация между растениями и животными должна принимать различные формы и играть разнообразные роли, которые мы пока не знаем. Это обширная и неисследованная область, целый мир, ожидающий своего открытия.

Это открытие открывает новые направления исследований в таких областях, как устойчивое сельское хозяйство и борьба с вредителями. Если мотыльки активно избегают больных растений, можно ли использовать акустические сигналы для защиты посевов?