Pomidory tworzą pestycydy z zapachu swoich sąsiadów
Łatwo jest niedoceniać roślin. Nie są one tylko biernymi ofiarami ataków zwierząt, potrzebującymi ratunku przy pomocy barier ochronnych i pestycydów. Potrafią same produkować toksyny obronne, by zatruwać stworzenia, które próbują je zjadać; w naszej żywności jest znacznie więcej naturalnych pestycydów niż tych, którymi je opryskujemy. Potrafią komunikować się ze sobą przez uwalnianie do atmosfery alarmowych substancji chemicznych. Niektóre z nich przyciągają pasożyty, które zabijają zjadające liście szkodniki. Inne mówią sąsiednim roślinom, by zaczęły wzmacniać samoobronę.
Koichi Sugimoto z Uniwersytetu Yamaguchi odkrył tę sztuczkę po wypuszczeniu gąsienic ćmy na rośliny pomidorów w doniczkach. Pomidory potrafią zazwyczaj samodzielnie zabić około 30 procent tych szkodników. Sugimoto pokazał jednak, że ich obrona staje się silniejsza, jeśli znajdują się na zawietrznej innych pomidorów, na których są gąsienice. Jeśli wyczuwają woń zainfekowanych sąsiadów, potrafią zabić niemal 50 procent własnych gąsienic.
Ta zdolność jest wynikiem działania jednej substancji chemicznej o nazwie HexVic. Rośliny wystawione na zapach zakażonych roślin miały 24 razy więcej HexVic w tkankach niż rośliny nie wystawione, a jest to tylko jedna z substancji, jaka różniła się w obu grupach.
Można by przypuszczać, że pomidory wytwarzają własną HexVic po wyczuciu substancji alarmującej wydzielanej przez ich zakażone koleżanki. Jest to częściowo prawda; istotnie wytwarzają własną, ale nie od zera. Ich zapasy zależą całkowicie od składnika zwanego (Z)-3-heksanol, który uwalniają zakażone rośliny.
Zespół Sugimoto dowiódł tego opryskując pomidory lekko radioaktywną wersją (Z)-3-heksanolu. Rośliny zgromadziły wiele radioaktywnego HexVic, ale nie miały w ogóle zwykłego. Najwyraźniej budowały substancję z (Z)-3-heksanolu w powietrzu zamiast wytwarzać ją same.
Jest wiele przykładów zwierząt, które kradną trucizny od swoich ofiar, jak na przykład ślimak morski Glaucus (niebieski smok), który kradnie jad meduz, albo zaskroniec tygrysi, który podkrada toksyny ropuchom stanowiącym jego pożywienie. Pomidory jednak robią coś zupełnie innego – wyposażają się wzajemnie w materiał do budowy broni. Są jak żołnierze, którzy reagują na ogień wroga rzucając magazynki i naboje swoim kolegom z oddziału.
Jak ta obrona rozgrywa się w naturze? Zespół Sugimoto wstępnie próbuje odpowiedzieć na to pytanie. Zasadzili 16 roślin pomidora na polu przed uniwersytetem. Podobnie jak w laboratorium, pomidory zbudowały więcej HexVic, kiedy miały kontakt z zakażonymi roślinami.
Ale jak właściwie zamieniają (Z)-3-heksanol na Hexvic? I, ponieważ wiele roślin uwalnia (Z)-3-heksanol, kiedy zostają uszkodzone przez zjadaczy roślin, to czy inne gatunki także stosują tę samą obronę? Czy pomidory mogą wychwytywać substancje chemiczne innych roślin, by budować własne zapasy toksyn?
Źródło: Sugimoto, Matsui, Iijima, Akakabe, Muramoto, Ozawa, Uefune, Sasaki, Alamgir, Akitake, Nobuke, Galis, Aoki, Shibata & Takabayashi. 2014. Intake and transformation to a glycoside of (Z)-3-hexenol from infested neighbors reveals a mode of plant odor reception and defense. PNAS http://doi/10.1073/pnas.1320660111
Tomatoes build pesticides from the smells of their neighbours
Not Exactly Rocket Science, 29 kwietnia 2014
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
Ed Yong
Mieszka w Londynie i pracuje w Cancer Research UK. Jego blog „Not Exactly Rocket Science” jest próbą zainteresowania nauką szerszej rzeszy czytelników poprzez unikanie żargonu i przystępną prezentację.
Strona www autora