Недавно ученые в очередной раз убедились в том, что не только курить табак, но и жевать его — занятие весьма опасное. Они увидели, что участь гусениц каролинского бражника, которые пытаются полакомиться листьями табака, весьма незавидна. Дело в том, что после такого обеда эти личинки начинают испускать ароматы, привлекающие хищников.
Хотя, собственно говоря, само растение вовсе не виновато в том, что его листья оказываются привлекательными для многих живых существ. Оно просто своеобразным способом защищает свои важнейшие органы от посягательств на них со стороны разных травоядных (и травокурящих) животных. Причем делает это достаточно эффективно — "сдавая" своих врагов безжалостным хищникам.
Уже давно американские ученые обнаружили, что на листьях одного из видов дикого табака Nicotiana attenuata имеются специальные выросты, называемые ботаниками трихомами. Эти мелкие волоски, как выяснилось, нужны растению вовсе не для красоты — они содержат особо вкусные вещества для гусениц каролинского бражника (Manduca sexta). Это достаточно крупная гусеница является основным пожирателями листьев растений семейства пасленовых (Solanaceae), к которым относится и табак.
Кстати, сама бабочка достаточно распространена на территории Северной Америки (те, кто смотрел фильм "Молчание ягнят", наверное, помнят, что именно данный бражник сыграл там роль знаменитой бабочки "мертвая голова", причем рисунок в виде черепа на его тело нанесли достаточно безграмотно — у настоящих "мертвых голов" он на спине, а не как в фильме - на брюшке), поэтому страдают от нее практически все табачные плантации США. А вот дикие родственники табака каким-то образом научились с ней бороться — повреждения, нанесенные гусеницами, на их листьях весьма редки. Но как им это удается? Неужели "сладости", содержащиеся в трихомах, для них ядовиты?
На самом деле все обстоит гораздо интереснее. Ученые из Института химической экологии имени Макса Планка в Иене (ФРГ), исследуя страсть гусениц к волоскам, выяснили, что, наоборот, эти вещества весьма полезны для прожорливых личинок бражника. Дело в том, что в трихомах содержится очень много калорийных карбоновых кислот, связанных со сладкими углеводами, поэтому пожирающие эту "бэби-смесь" личинки растут достаточно быстро.
Однако они не подозревают, что данные кислоты, пройдя через их кишечник, превращаются в опасный аттрактант — вещество, привлекающее хищников. Исследования показали, что и экскременты гусениц, и сами гусеницы, полакомившись волосками на листьях табака, начинают выделять четыре летучих вещества. Химический анализ этих аттрактантов показал, что они являются именно продуктом расщепления кислот, содержащихся в трихомах. На издаваемый этими веществами запах быстро слетаются земляные клопы из рода Geocoris. Эти безжалостные убийцы быстро находят гусениц по их пахучему следу, после чего набрасываются на жертву большой толпой, пронзают ее своими острыми хоботками и, что называется, досуха высасывают. Кроме того, геокориксы любят лакомиться яйцами каролинского бражника (с ними они поступают примерно так же).
Чтобы проверить справедливость гипотезы об аттрактантах, ученые поставили контрольный эксперимент — вырастили гусениц на листьях другого дикого табака, Nicotiana glauca, который не обладает этими "коварными" трихомами. После чего напустили на них голодных клопов. Однако данные личинки от них практически не пострадали, поскольку в большинстве случаев хищники не смогли обнаружить своих жертв (хоть гусеницы и большие, однако клопы видят плохо и в основном полагаются на обоняние). Так что, судя по всему, все дело именно в этом аттрактанте, с помощью которого хитрая Nicotiana attenuata "сдает" своих врагов клопам-убийцам.
Но это еще не все. По наблюдениям исследователей, часто гусеницы исчезали с листьев табака-провокатора даже при отсутствии поблизости злобных геокорисов. Тогда ученые предположили, что не одних клопов привлекает аромат "табачных" аттрактантов. Их подозрение пало на обитающих рядом с этим растением муравьев. Чтобы проверить это предположение, один из биологов, Ян Болдуин, проделал следующий эксперимент: зерна риса были спрыснуты летучими веществами в тех же количествах, в которых их выделяют гусеницы, поев табачных волосков. Рис был предложен вниманию бугристых муравьев-жнецов (Pogonomyrmex uruguayensis), живущих там же, где и N. attenuata. Итог: муравьи из пяти разных колоний целенаправленно выискивали пахучие зерна и уносили их домой.
Итак, гусениц, питавшихся трихомами, атакуют не только клопы, но и муравьи. На первый взгляд это достаточно странно, ведь бугристые муравьи-жнецы в основном питаются семенами растений, падалью, а также сладкими выделениями разводимых ими тлей. Так что гусеницы вроде бы не являются их "законной добычей". Однако, судя по всему, муравьи и не собираются есть гусениц — просто их привлекает сам аттрактант.
В итоге бугристые погономирмексы, почуяв "сладкий" запах, прибегают возбужденной толпой к его источнику. Они хватают гусеницу и, поскольку та начинает сопротивляться, пускают в ход свои жала, соединенные с ядовитой железой на конце брюшка. А поскольку яд погономирмексов достаточно токсичен (в этом отношении он мало уступает яду шершней и пчел), то несчастная жертва табачного коварства погибает достаточно быстро. К мертвой же гусенице, как показали наблюдения, муравьи утрачивают всякий интерес — ведь она уже больше не издает запахов, которые им нравятся.
Таким образом, эта история лишний раз показывает, что иметь дело с табаком опасно. И не только для людей. Скорее всего, гусеницы каролинского бражника и сами понимают это. Ученые заметили, что они, оказавшись на листьях N. attenuata, начинают есть только "коварные", но в то же время весьма питательные волоски, поскольку они куда калорийнее просто листьев. Ученые предположили, что данная особенность пищевого поведения связана с тем, что гусеницы как бы стараются опередить хищников, пытаясь как можно быстрее вырасти и окуклиться. И, возможно, у некоторых это даже получается. Но не у большинства.
В дальнейшем биологи собираются выяснить, какой генетический аппарат отвечает за создание этих волосков-провокаторов. После чего будет ясно, возможно ли пересадить данные гены другим растениям, чтобы и они были защищены от вредителей "руками" их естественных врагов. Хотя, конечно же, стоит помнить, что данная защита эффективна лишь в присутствии специфических хищников или свирепых муравьев-жнецов…
