Растения разработали впечатляющий набор стратегий, позволяющих отгонять голодных насекомых, поедающих листья. Хорошо известные средства защиты включают неприятные на вкус токсины, липкие смолы и острые шипы, и теперь ученые выявили еще один пример: микроскопические морщинки, по которым становится труднее ходить по листьям.
На кутикулах многих листьев образуются морщины - покрытия, ограничивающие испарение воды, опосредованный газообмен и защищающие растение от патогенов. Новое исследование, опубликованное в журнале Royal Society Open Science, обнаруживает, наряду со скользкой поверхностью кутикулы ее крошечные морщинки также помогают озадачивать насекомых. Морщинки, скорее всего, по мере созревания листа и его кутикулы нарастают, в конечном итоге расширяясь и выгибаясь.
«Растения действительно хорошо выживают», - говорит Дана МакГрегор, молекулярный ботаник из научно-исследовательского центра Rothamsted Research в Англии, которая не принимала участия в новом исследовании. «Существуют отличные способы, с помощью которых они могут изменить свою структуру, химию или физиологию, чтобы помешать травоядным поедать их листья. Это еще один пример того, как растения меняют свою форму, чтобы выжить».
Для эксперимента исследователи создали силиконовые реплики (копии) листьев каучукового дерева Гевея бразильская (лат. Hēvea brasiliēnsis) на разных стадиях развития. Этот шаг позволил им измерить влияние только структурных свойств листа - без скользкого влияния воскового покрытия кутикулы.
Ученые прикрепили крохотные датчики к жестким передним крыльям восьми колорадских жуков, а затем измерили силу тяги, когда насекомые блуждали по синтетическому листу; жуки легче ходили по «младшим» и более гладким репликам, но поскальзывали по морщинкам «старших».
«Мы были удивлены тем, как развиваются такие морщинки на листьях растений, и их значительным влиянием на прикрепление насекомых на разных стадиях роста», - говорит Венката А. Сурапанени, биомеханик из Университета Фрайбурга в Германии и ведущий автор исследования. Сурапанени, участник многоцентровой исследовательской программы PlaMatSu, заинтересован в разработке полимеров, имитирующих эти микроскопические морщинки, для создания поверхностей, отпугивающих насекомых.
И, возможно, говорит он, растения можно было бы вывести или сконструировать так, чтобы они имели больше морщинок, что, возможно, проложило бы путь к сокращению использования пестицидов в сельском хозяйстве.
Источник: Scientific American
