3 Minuten
Suvokdami augalų bendravimą: nauji akustiniai atradimai
Nors augalai neturi nervų sistemos, jie yra išvystę išskirtinius būdus komunikuoti patiriamą stresą – vienas iš tokių būdų pasireiškia ultragarso bangomis, kurių žmogus negirdi. Naujausi Tel Avivo universiteto tyrimai atskleidė intriguojantį ryšį tarp nepastebimų augalų pavojaus signalų ir vabzdžių dauginimosi elgsenos, esmingai praplėsdami mūsų supratimą apie augalų ir gyvūnų tarpusavio ryšius.
Mokslinis kontekstas: ultragarso signalų atradimas augaluose
Jau daugelį metų mokslininkai žinojo, kad dėl nepalankių aplinkos sąlygų, tokių kaip sausra ar fiziniai pažeidimai, augalai išskiria cheminių arba vizualinių signalų. Remiantis šiomis žiniomis, naujausi tyrimai parodė, kad kai kurie augalai, ypač pomidorai, patirdami dehidrataciją ar žalą, skleidžia aukšto dažnio ultragarso „spragtelėjimus“. Šie augalų skleidžiami garsai yra už žmogaus klausos ribų, todėl mokslininkai susidomėjo, ar ekosistemoje gyvenantys gyvūnai sugeba juos suvokti bei į juos reaguoti.
Eksperimentinė analizė: kandžių reakcija į augalų pavojaus signalus
Siekdami išsiaiškinti, ar vabzdžiai reaguoja į tokius garsus, zoologo Yossi Yovel ir evoliucijos biologės Lilach Hadany vadovaujama komanda atliko eksperimentus su Egipto medvilnės lapgraužio kandimi (Spodoptera littoralis) – paplitusia žemės ūkio kenkėja, dedančia kiaušinėlius ant augalų. Moteriškų kandžių kiaušinėlių dėjimo pasirinkimai buvo stebimi įvairiuose scenarijuose, kuriuose atkuriami augalų streso akustiniai signalai.
Išsamus eksperimentų aprašymas
Pirmajame eksperimente kandžiai galėjo rinktis tarp dviejų dėžių – vienoje vyravo tyla, o kitoje buvo leidžiami įrašyti dehidruoto pomidoro ultragarso signalai. Įdomu tai, kad kandys nuolat rinkosi dėžę su augalų garsais, suvokdamos juos kaip galimus augalų šeimininkus. Nutildžius kandžių klausos organus, kiaušinėlių dėjimo vietos pasirinkimas tapo atsitiktinis, pabrėžiant garsinių užuominų svarbą jų elgsenoje.
Antrajame bandyme buvo siekiama išsiaiškinti, ar kandys geba atskirti sveikus nuo stresuojančių augalų pagal garsą. Buvo pateikti du identiški, sveiki pomidorų augalai – vienas jų papildytas garsiakalbiu, grojančiu pavojaus signalus. Šiuo atveju kandys ryškiai rinkosi tylią aplinką, demonstruodamos pirmenybę sveikiems, nestresuojantiems šeimininkams, kurie tikėtina, geriau aprūpins lervas maistinėmis medžiagomis.
Trečiojoje kontrolinėje užduotyje augalų garsai buvo pakeisti ultragarso poravimosi šauksmais, kuriuos skleidžia patinai kandys. Kandžių elgesys nesikeitė, o tai parodė, kad jų pasirinkimai priklauso būtent nuo augalų ultragarso, o ne nuo bet kokių aukšto dažnio garsų.
Pagrindiniai atradimai: gyvūnai „klausosi“ augalų signalų
Tel Avivo universiteto tyrimas pirmą kartą pateikė empirinį įrodymą, kad kandys ir, galbūt, kiti vabzdžiai sugeba aptikti augalų akustinius signalus ir pasitelkti šią informaciją svarbiems gyvenimo sprendimams. Tai atveria naują perspektyvą sudėtingiems ekosistemų ryšiams: augalai garsais „praneša“ apie stresą, o vabzdžiai į tai reaguoja, keisdami savo elgesį. Kaip komentuoja Yovel, „kėlėme hipotezę, kad jei vabzdžiai gali girdėti šiuos garsus, jie gali atitinkamai priimti ekologinius sprendimus. Tyrimas patvirtina šios veiksmingos klausos egzistavimą gamtoje.“
Augalams ultragarso skleidimas gali būti išlikimo strategija – taip jie subtiliai veikia tiek žolėdžių, tiek naudingų apdulkintojų elgesį. O vabzdžiams išlavėjusi klausa suteikia pranašumą renkantis tinkamas vietas palikuonims.
Plačiosios reikšmės ir ateities perspektyvos
Šie rezultatai ne tik praturtina mūsų supratimą apie augalų bioakustiką ir tarp rūšių vykstančią komunikaciją, bet ir žymi tvarios kenkėjų kontrolės galimybes. Modifikuojant ar imituojant augalų streso signalus, žemdirbiai ateityje galėtų paveikti kenkėjų elgesį ir apsaugoti derlių nenaudodami didelio kiekio cheminių priemonių.
Galiausiai, tyrimas leidžia spėti, kad garsinė komunikacija gamtoje dar gerokai įvairesnė – ji gali vykti ne tik tarp augalų ir vabzdžių, bet ir pačių augalų tarpe. Mokslininkai atkreipia dėmesį, kad augalų skleidžiamų akustinių signalų pasaulis ką tik pradėtas tyrinėti ir laukia dar daug netikėtų sąveikų atradimų.
Išvada
Šis novatoriškas Tel Avivo universiteto tyrimas įrodo, kad augalų ultragarsiniai streso signalai gali atgrasyti kandis nuo kiaušinėlių dėjimo ant pažeistų šeimininkų, iš esmės keisdami mūsų supratimą apie augalų ir vabzdžių komunikaciją. Atidengus šiuos sudėtingus akustinius ryšius, mokslas artėja prie galimybės „iššifruoti“ tylų augalų kalbą, kuri reguliuoja ekologines sąveikas – ir atveria naujas galimybes tiek biologinei įvairovei išsaugoti, tiek žemdirbystės naujovėms.
Quelle: elifesciences
Kommentare