Рослини здатні «чути» запилювачів і реагувати на їхні звуки

Італійські дослідники з Туринського університету зробили вражаюче відкриття, яке кардинально змінює наше розуміння взаємодії рослин із навколишнім світом. Виявилося, що рослини здатні «чути» звуки своїх запилювачів і активно реагувати на них, змінюючи склад нектару та навіть експресію генів.

Франческа Барберо, професорка зоології Туринського університету, разом із міждисциплінарною командою ентомологів, інженерів-акустиків та фізіологів рослин досліджувала віброакустичні сигнали у взаємодії між рослинами та комахами-запилювачами. Їхня мета полягала у розробці неінвазивних та ефективних методів моніторингу спільнот запилювачів.

Традиційно коеволюцію рослин та запилювачів вивчали переважно через призму зорових та нюхових сигналів, хоча накопичувалися свідчення того, що і комахи, і рослини можуть сприймати та передавати віброакустичні сигнали. Дослідники вирішили перевірити провокативну гіпотезу: чи можуть рослини справді чути своїх запилювачів?

Хоча у рослин немає вух чи нервової системи, вони мають різноманітні спеціалізовані механорецептори. Ці рецептори спеціалізуються на сприйнятті зовнішніх стимулів, зокрема вібрацій, навіть тих, що виникають від махання крилами бджіл або їхнього дзижчання. Теоретично така здатність сприймати вібрації дала б рослинам можливість реагувати на конкретних запилювачів у реальному часі.

Для експерименту дослідники обрали звичайний ротик великий як тестовий об'єкт. Біля квітів за допомогою делікатного звукового обладнання вони відтворювали записи дзижчання бджіл. Конкретно використовувалися звуки Rhodanthidium sticticum — виду бджіл, що добре підходить до квіткової структури ротика великого і відомий як ефективний запилювач.

Результат виявився приголомшливим. Рослина підсолодила свій нектар, збільшила його кількість та змінила власну генну експресію. Це була не загальна реакція на будь-які звуки. Коли команда відтворювала записи інших комах, таких як оси, що не є запилювачами, або фонові звуки навколишнього середовища, квіти не реагували таким же чином.

Така стратегія може мати еволюційну природу. Рослина, здатна виявити дзижчання надійного запилювача, могла б використовувати цей сигнал для подачі солодшої винагороди, спонукаючи комаху затриматися довше та збільшуючи шанси успішного запилення.

За словами Барберо, здатність розрізняти запилювачів, що наближаються, на основі їхніх характерних віброакустичних сигналів може бути адаптивною стратегією для рослин. Відповідаючи на відповідний віброакустичний сигнал, наприклад, ефективного запилювача, рослини могли б покращити свій репродуктивний успіх, якщо їхні реакції спричиняють зміни в поведінці запилювачів.

Однак поки що незрозуміло, чи справді працює ця стратегія. Також неясно, чи всі рослини або лише деякі з них мають таку здатність. Команда зараз досліджує ці та інші питання. Чи можуть звуки, що генеруються рослинами, впливати на поведінку комах? Чи могли б певні звуки відлякувати нектарних злодіїв — види, що забирають нектар, не надаючи послуг запилення у відповідь? І що відбувається, коли квітка піддається впливу дзижчання різних запилювачів?

Це дослідження додає до зростаючого масиву доказів того, що рослини не є пасивними зеленими об'єктами, якими ми їх часто уявляємо. Натомість вони пильні, чутливі та дивовижно налаштовані на світ навколо себе, включаючи, як виявляється, звуки своїх запилювачів.

Відкриття може мати практичне застосування. Якщо така реакція комах підтвердиться, звуки можна було б використовувати для обробки економічно важливих рослин та сільськогосподарських культур і збільшення привабливості для їхніх запилювачів.

Дослідження було представлено на 188-му засіданні Акустичного товариства Америки в Новому Орлеані. Результати ще не опубліковані в рецензованому журналі, але вже викликають значний інтерес наукової спільноти.

Це відкриття змушує переосмислити наше розуміння рослинного світу. Рослини виявляються набагато більш активними учасниками екосистеми, ніж вважалося раніше. Вони не просто пасивно очікують на запилювачів, а активно взаємодіють з ними, використовуючи складні сенсорні механізми для оптимізації процесу розмноження.

Здатність рослин сприймати та реагувати на специфічні звукові сигнали відкриває нові горизонти для розуміння комунікації в природі. Це також може мати важливі наслідки для сільського господарства та збереження біорізноманіття, особливо в контексті глобальної кризи запилювачів.

Подальші дослідження допоможуть з'ясувати, наскільки поширена ця здатність серед різних видів рослин і як вона може бути використана для покращення сільськогосподарських практик та збереження природних екосистем.