Растения научились имитировать "вкус песка" для защиты

Многие удостоверились на практике: песок во рту (например, при трапезе на пляже) – не самое приятное ощущение. И, кажется, растения об этом прекрасно знают. Новое исследование учёных показало: некоторые растения "воспитали" у себя песчаный вкус, чтобы отпугнуть травоядных животных. 

Некоторые травы содержат высокий уровень кремния (показатель порой превышает десять процентов от их сухого веса), который они высасывают из почвы. И, как выяснили учёные, они используют некоторую часть своих "запасов" с целью получить частицы кремнистого песка. Затем "хитрые" растения "размещают" их вдоль травинки, благодаря чему они становятся жёсткими и неприятными на вкус. Кроме того, травоядным животным такие растения труднее переваривать.

Джеймс Райаллс (James Ryalls) и его коллеги из Университета Западного Сиднея (Western Sydney University) показали, что кремний, присутствующий у распространённой австралийской травы Phalaris aquatica, значительно снижает их привлекательность для голодных сверчков.

В ходе эксперимента исследователи обрызгивали одну половину образцов P. aquatica раствором кремния, другую – обыкновенной водой. Растения, которые получили раствор кремния, впитали его, и в итоге в среднем у них содержалось 1,16% этого элемента, а у необработанной партии присутствовало 0,86% кремния.

Специалисты дали сверчкам пожевать растения сначала из первой группы, затем из второй. Наблюдения показали, что насекомые ели растения с высоким содержанием кремния значительно меньше, чем необработанные. Примечательно, что, питаясь обработанными растениями, сверчки даже немного потеряли в весе, поскольку просто отказывались есть их.

Более того, сами сверчки стали менее привлекательными для своего главного врага – богомола. Этим хищникам давали по шесть сверчков на 24 часа (их обыкновенный "обед"). В среднем они съедали только пять из них. Затем в ёмкость, где они обитали, положили шесть сверчков, которые ранее питались обработанными растениями, и богомолы в среднем съедали только трёх из них.

Специалисты отмечают, что сверчки, "взращённые" на обработанных травах, по всей видимости, были менее аппетитными для богомолов. Они были не такими крупными, как их сородичи, да и кремния в них содержалось больше, поясняет Райаллс.

"Всё это говорит о том, что поглощение кремния растениями может повлиять на всю пищевую цепь", — добавляет он.

Примечательно, что исследование австралийских учёных стало одним из первых, доказавших, что растения попеременно используют кремний и углерод. Эксперименты показали: в тот период, когда трава P. aquatica была подвержена в большей степени высоким уровнем углекислого газа, она накапливала меньше кремния.

"Кремний и углерод могут быть использованы при построении структуры растения", — поясняет Райаллс. Кстати, одна из теорий заключается в том, что травы миллионы лет назад (ещё во времена миоцена) развили механизмы защиты с помощью кремния. В тот период уровни углекислого газа были низкими, и поэтому растения начали использовать кремний в качестве альтернативы.

Возможно, повышение уровней углекислого газа в результате человеческой деятельности будет постепенно снижать содержание кремния в растениях. И им будет труднее защищаться от травоядных животных, рассуждает Райаллс. Он и его исследовательская группа намерены проверить эту гипотезу.

Кроме того, снижение кремния в растениях может также повлиять и на их способность "обороняться" от патогенов. "Кремний укрепляет клетки растений, обеспечивая им защиту от инфекций, причинами которых могут быть грибки, бактерии и вирусы", — говорит Элизабет Данн (Elizabeth Dann) из Квинслендского университета (Австралия).

По словам другого эксперта Дэвида Геста (David Guest) из Сиднейского университета, исследование является хорошим примером сложной системы взаимоотношений растений и животных, а также того, как на эту взаимосвязь воздействует окружающая среда.

Исследование опубликовано в научном издании Biology Letters.