Не позволяйте этому испортить вам аппетит
Крестоцветные - любимая пища личинок огневки. Фермент защищает потомство бабочек от химической защиты растений.
Неприметные, но хорошо известные в лабораторном мире кресс-салат (Arabidopsis thaliana), кресс-салат (Nasturtium officinale) и брюссельская капуста (Brassica oleracea) имеют одну общую черту: все они принадлежат к семейству крестоцветных или Brassicaceae.. Эта группа растений чрезвычайно популярна среди большого количества насекомых, которые используют листья и побеги в качестве питательной среды для своего потомства.
Чтобы не страдать от постоянной дефолиации, у растений выработался химический защитный барьер, с помощью которого они портят аппетит нелюбимым жильцам: так называемый глюкозинолат-мирозиназный комплекс. Если растительная ткань повреждена, например, жующей гусеницей, глюкозинолаты превращаются в горчичное масло с помощью фермента мирозиназы. Говорят, что их резкий запах или вкус заставляет голодного нападающего бежать.
Это работает довольно успешно, но гусеницы ромбовидной моли (Plutella xylostella) ничуть не впечатляются, независимо от того, чем их кормят - кресс-салатом, кресс-салатом или брюссельской капустой. Но Хайко Фогель из Института химической экологии им. Макса Планка и его коллеги выяснили, почему гусеницы могут есть листья, не портя при этом свой желудок.
Исследователи проанализировали белковый состав в различных тканях личинок. При этом они обнаружили в кишечнике сульфатазу - фермент, отщепляющий сульфатные группы глюкозинодаз. Однако лишенные этих групп соединения больше не распознаются мирозиназой и, следовательно, больше не превращаются в несъедобные горчичные масла. Однако помощь пищеварению, по-видимому, оказывают только личинки, тогда как у яиц, куколок и взрослых особей ее нет, но, поскольку они не питаются крестоцветными овощами, им и фермент не нужен.
Исследователи смогли обнаружить в общей сложности от пяти до семи микрограммов белка в кишечнике личинок. Этого количества хватило бы для детоксикации 100 миллиграммов свежих листьев за полчаса - но животные едят гораздо медленнее, и чтобы закончить такую трапезу, требуется 50 часов. Поэтому у гусениц почти не будет болеть живот, даже если они очень голодны.
По мнению ученых, обнаруженный механизм может быть использован для разработки новых стратегий защиты от гусениц ромбовидной моли: пестицид, подавляющий активность сульфатазы, определенно может испортить аппетит личинок. Однако это не решает всех проблем. Потомство капустницы белокочанной (Pieris rapae), свекловичной совы (Spodoptera exigua) и неясыти Trichoplusia ni также лакомятся крестоцветными растениями. Однако, поскольку у них, по-видимому, нет соответствующего фермента, они, должно быть, нашли другой способ детоксикации.