植物可以准备一系列的攻击

植物是由各种各样的昆虫受到攻击。他们有防御机制来解决这一问题,包括化学物质或坚固的叶子。但是现在已经发现,当野生黑芥植物抵御一个初始的敌人,他们已经预料到后来抵御其他的需要,不同的敌人。事实上,他们甚至准备最可能的攻击者的序列。这种不寻常的研究已经发表在著名科学杂志《自然》上发表的植物。

本文是基于博士研究由她女儿莫顿和Maite Fernandez de Bobadilla在Erik Poelman为首的团队工作,在实验室里的昆虫学副教授瓦赫宁根大学和研究。

“我们越来越走向可持续农业和园艺的形式,包括大大减少农药的使用,“Poelman说。“对耕地的农民来说,这意味着必须处理更多种类的昆虫攻击他们的庄稼。植物育种者用来关注抵抗最成问题的昆虫,而广谱杀虫剂被用来处理其他食草动物。现在我们必须改变我们的方法,这样做我们可以学习从野生植物物种以及它们如何处理昆虫的多样性。”

这是一个重大转变的方向,莫顿解释说。“以前,会有一个专注于繁殖的植物处理一个特定的昆虫问题。现在,植物育种创造作物在他们的防御,可以灵活的处理各种各样的敌人。是朝着一个系统方法。”

每一个敌人的具体反应

工厂不能确定或当他们将受到攻击。大多数物种解决这种不确定性只有完全投资于防御系统(如生产化学防御)当他们实际上被攻击。这意味着当食草昆虫是缺席,植物可以完全投入资源(光合作用的产品,如糖和淀粉)到自己的生长和繁殖。

“植物有相当具体的哪些昆虫攻击他们,”莫顿说。“他们注意到昆虫攻击细胞的破坏,这些化合物,然后释放,和昆虫唾液的特点。他们可以解释这些信号山有针对性的防御。”

然而,防御针对一个昆虫可能不被其他昆虫有效抵御攻击。

令事态更加复杂的是,植物对蚜虫的具体反应,例如,可以降低其电阻毛毛虫。这是因为植物有多种机制来开发不同类型的防御。这些机制是由植物激素调节防御反应时可能进行交互。

风险管理

所以如何野生植物,昆虫围着它,还能照顾自己很好吗?“他们准备破坏昆虫到达在一个特定的序列,”莫顿说。”早在本赛季这可能是一个特定物种的蚜虫,后来一个特定种类的毛虫。他们组织防御,确保他们能够处理这些不同的昆虫。似乎一种有意识的风险管理,但它出现了通过自然选择。他们可以处理最常见的事件序列”。

通过异常大的实验中,研究人员表明,这确实是工厂的战略是如何工作的。他们观察到黑芥90组合使用的防御机制相关的昆虫攻击和这些结果,三年的研究相互作用的频率在野生植物。类似的测试在过去仅限于也许五组合。

这个雄心勃勃的方法带来了宝贵的新见解。“我们已经联系我们对植物生理生态的理解,“Poelman解释道。“老认为昆虫取食植物sap引发反应从而减少植物的潜在防御毛虫已经被证明是太简单了。我们的工作证实了研究植物对蚜虫和毛毛虫的生理反应,但也表明,在许多情况下植物不会变得更容易昆虫有不同的喂养模式。特定的组合或序列的存在在野外的昆虫似乎预测阻力比单个昆虫的特点。”

参考
莫顿D,费尔南德斯•Bobadilla M, Rusman Q, Bloem J,杜马JC, Poelman呃。植物防御顺序攻击是适应流行的食草动物。Nat植物。2021;7 (10):1347 - 1353。doi:10.1038 / s41477 - 021 - 00999 - 7

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。