Кубанский государственный технологический университет

О смене дня и ночи гусеницы узнают по запаху

10-11-2011
Бабочка совка Mythimna separata. Именно ее гусеницы стали объектом исследования японских ученых (фото с сайта www.jpmoth.org)

Как выяснили недавно японские ученые, гусеницы бабочек-совок, предпочитающие питаться ночью, а днем держаться в укрытиях, узнают о времени суток по запаху растения, на котором кормятся. Летучие вещества, выделяемые растением на свету и в темноте, различаются по составу и по биологической своей функции. Те, что выделяются днем, привлекают паразитических перепончатокрылых, откладывающих яйца внутрь гусениц и вызывающих тем самым их гибель.

Таким образом получается, что гусеницы демонстрируют защитное поведение в ответ не на свет, а непосредственно на сигнал, посылаемый растением их врагам.

Смена дня и ночи, светлого и темного времени суток, столь непреложна, что кажется важнейшим фактором, регулирующим активность множества самых разнообразных организмов. С наступлением ночи вылетают из укрытий летучие мыши, приступают к охоте совы, распускаются цветки некоторых растений и появляются их специфические опылители, например многие бражники. С наступлением дня активными становятся совсем другие организмы.

Гусеницы Mythimna separata на колосе ржи (фото с сайта www.agri.pref.hokkaido.jp)

Известно, что питающиеся различными злаками (в том числе — хлебными!) гусеницы бабочки восточной луговой совки (Mythimna separata), активны ночью, а днем предпочитают держаться в укрытиях. Скорее всего такое поведение связано с тем, что днем активны также нападающие на гусениц перепончатокрылые Cotesia kariyai (из семейства Braconidae). Эти перепончатокрылые — паразитоиды, то есть организмы, сочетающие признаки паразитов и хищников. Откладывая яйца в гусениц, они тем самым обеспечивают пищей своих личинок, но когда развитие личинок заканчивается, гусеница неминуемо погибает. Ранее было также обнаружено, что в светлое время суток растения выделяют специфические летучие вещества, привлекающие Cotesia kariyai. Иными словами — они зовут на помощь врагов своих врагов.

В статье, опубликованной в последнем номере общедоступного в интернете журнала PLoS Biology, исследователи из Центра экологических исследований Университета в Киото сообщают о результатах своего исследования, целью которого было выяснить — что собственно заставляет гусениц луговой совки прятаться в дневное время в укрытии: свет или специфический запах, образуемый на свету растением.

Для этого в герметически закрытые сосуды помещали гусениц, а через трубки в них подавали воздух из другого сосуда, в котором находилось растение кукурузы. Емкости, в которых располагались растения и через которые пропускали поток воздуха, идущий дальше к сосудам с гусеницами, держали в одном варианте опыта на свету, а в другом — в темноте. Сосуды, в которые помещали гусениц, также были как в темноте, так и на свету (см. схему опыта на рисунке).

Эксперименты показали, что независимо от того, в темноте или на свету находились сами гусеницы, доля особей, спрятавшихся в укрытиях, была больше в тех случаях, когда в экспериментальный сосуд подавался воздух с запахом растения, находящегося на свету. Основной вывод статьи — гусеницы реагируют не столько на свет, сколько на запах, привлекающий их врагов.

Схема эксперимента по воздействию на гусениц света и летучих продуктов, выделяемых растением в темноте и на свету. Воздух прокачивается через склянку, в которой находится растение (слева — на свету; справа — в темноте). Оттуда воздух поступает в два сосуда, где содержатся гусеницы: один из них находится на свету (light), другой в темноте (dark). Рисунок из обсуждаемой статьи в PLoS Biology

То, что растения днем и ночью могут выделять вещества, различающиеся по своему составу, а главное — по подаваемым сигналам, было известно и раньше. Показано было, к примеру, что ночью растения табака, погрызенные гусеницами совки Heliothis virescens, образуют летучие вещества, отпугивающие других бабочек этого вида, которые собираются отложить яйца на растения, уже занятые (гусеницами, вылупившимися из ранее отложенных кладок). Днем же растения привлекают врагов гусениц, прежде всего разных перепончатокрылых (см. Ночное послание поврежденного растения), но во всех этих случаях сигнальные вещества образовывались растением только в ответ на поедание гусеницами (просто механического повреждения было недостаточно!). В случае же описанном японскими учеными, вещества, привлекающие врагов луговой совки, выделялись и неповрежденными растениями.

Источник: Kaori Shiojiri, Rika Ozawa, Junji Takabayashi. Plant volatiles, rather than light, determine the nocturnal behavior of a caterpillar // PLoS Biology. V. 4. № 6. e164 (статья целиком имеется в свободном доступе).

Алексей Гиляров

‹‹