Самиці метеликів покладаються не лише на зір чи нюх. Вони також можуть чути рослини, що перебувають у стресі. Вчені виявили, що ці комахи виявляють ультразвукові клацання рослин, що перебувають у стресі від посухи, та використовують їх, вибираючи місця для відкладання яєць.
Рослини випромінюють повітряні ультразвукові звуки, коли перебувають у стресі. Ці коливання, які раніше вважалися нечутливими для тварин, можуть поширюватися повітрям. Єгипетська бавовняна листоїдка, Spodoptera littoralis, чує ці звуки. Цей вид має барабанні вуха, чутливі до діапазону від 20 до 60 кГц, з піковою чутливістю близько 38 кГц. Саме на них припадає багато клацань рослин. Дослідники висунули гіпотезу, що самки метеликів можуть використовувати ці звуки рослин, щоб вирішити, де відкладати яйця. Їхні експерименти підтвердили це.
Розуміння комунікації рослин
Рослини можуть не мати рота чи вух, але вони точно розмовляють – і слухають. Через коріння, листя і навіть повітря вони обмінюються хімічними сигналами, щоб попередити одне одного про небезпеку, покликати на допомогу або ділитися ресурсами. Наприклад, коли гусениця гризе листок, деякі рослини виділяють леткі сполуки, які переносяться до сусідніх рослин, запускаючи захисні заходи, такі як хімічні речовини з гірким смаком або затвердіння листя.
Під землею гриби утворюють величезні мікоризні мережі, які часто називають «деревною павутиною», що допомагають деревам і рослинам обмінюватися поживними речовинами, надсилати сигнали лиха та підтримувати баланс екосистеми. Диким є те, наскільки все це здається навмисним. Деякі рослини випромінюють хімічні речовини лиха лише тоді, коли поруч знаходяться їхні родичі, що свідчить про певний рівень сімейного впізнавання. Інші можуть розрізняти друга від ворога на основі запаху виділень іншої рослини. Це не просто виживання – це спільнота.
Метелики реагують на звуки рослин
Дослідження включало кілька експериментів з точними налаштуваннями. У середовищі без рослин метелики надавали перевагу відкладанню яєць поблизу динаміка, який відтворював записані звуки стресу рослин. Коли цих метеликів оглушили, уподобання зникло. Це довело, що реакція виникла завдяки слуху, а не іншим сигналам. Натомість коли додавали здорові рослини та поруч з однією з них відтворювали ті ж звуки, метелики обирали рослину, що мовчала. Це свідчило про те, що за наявності справжніх рослин метелики правильно інтерпретували звуки як попередження.
Читайте також: Розкрито секретну стратегію, як пінгвіни орієнтуються в океані
«Після того, як у попередньому дослідженні ми довели, що рослини виробляють звуки, ми висунули гіпотезу, що тварини, здатні чути ці високочастотні звуки, можуть реагувати на них і приймати рішення відповідно», – сказав співавтор дослідження, професор Йоссі Йовель з Тель-Авівського університету.
«Зокрема, ми знаємо, що багато комах, які мають різноманітну взаємодію з рослинним світом, можуть сприймати звуки рослин. Ми хотіли дослідити, чи справді такі комахи виявляють ці звуки та реагують на них».
Чи змінюють звуки рослин поведінку молі?
На довших аренах метелики відкладали більше яєць або біля цукрової годівниці в центрі, або біля динаміка, що випромінює звук, на одному кінці. Вони не відкладали жодної яйця біля безшумного резистора на іншому кінці. Ці результати були однаковими за різних частот кліків та налаштувань. Під час відстеження метелики проводили більше часу, слухаючи звуки рослин, перш ніж приймати рішення.
Хоча звуки залицяння самців метеликів знаходилися в подібному діапазоні частот, самки не виявляли переваги самцям під час відкладання яєць. Це підтверджує, що реакція була специфічною до звуків рослин.
«Ми вирішили зосередитися на самках молі, які зазвичай відкладають яйця на рослини, щоб личинки могли ними харчуватися після вилуплення. Ми припустили, що самки шукають оптимальне місце для відкладання яєць – здорову рослину, яка може належним чином живити личинок», – сказав співавтор дослідження, професор Лілах Хадані. «Отже, коли рослина сигналізує про те, що вона зневоднена та перебуває у стресі, чи прислухаються молі до попередження та уникають відкладання яєць на ній? Щоб дослідити це питання, ми провели кілька експериментів».
Інтеграція звуку та запаху
Без видимої рослини звук стає єдиним сигналом. Тож метелики асоціюють його з присутністю рослини. Але коли вони бачать або відчувають запах справжніх рослин, і одна з них видає звуки стресу, вони її уникають. Це свідчить про процес прийняття рішень, що базується на контексті. Дослідники також протестували вусики молі. Використовуючи електроантенограми, вони виявили значні відмінності у виявленні запахів між рослинами, що висихають, та зволоженими. Це показує, що молі інтегрують звук і запах.
Читайте також: Вчені готові «переосмислити секунду» за допомогою нового дослідження
На реальних грядках з помідорами частота клацання сягає близько 20 клацань за хвилину. В експериментах звуки відтворювалися зі швидкістю від 30 до 60 клацань за хвилину. Це імітувало те, що моль може чути поблизу багатьох рослин, що перебувають у стресі. Рівні звуку, що використовувалися, відповідали рівням, виміряним на живих рослинах.
Акустичні взаємодії в природі
Це дослідження показує, що звуки рослин можуть впливати на поведінку комах. Молі можуть покладатися не лише на запах чи дотик. Натомість вони інтерпретують ультразвукові сигнали. Дослідники вважають, що інші тварини, можливо, запилювачі чи хижаки, також можуть використовувати ці звуки. Хоча клацання рослин, ймовірно, еволюціонували як побічний продукт втрати води, тепер вони служать корисними сигналами. Вчені прогнозують подальші відкриття в цій галузі.
«У цьому дослідженні ми виявили перші докази акустичної взаємодії між рослиною та комахою. Однак ми переконані, що це лише початок», – зазначили дослідники. «Акустична взаємодія між рослинами та тваринами, безсумнівно, має набагато більше форм та широкий спектр ролей. Це величезна, незвідана галузь – цілий світ, який чекає на відкриття». Дослідження опубліковане в журналі eLife.
