Do tej pory niewiele było wiadomo o tym, jak rośliny chronią się przed owadami jedzącymi rośliny i jak rozwijał się wyścig zbrojeń między owadami a roślinami. Naukowcy z Wageningen University & Research uzyskali więcej informacji na ten temat: silna nekroza liści - mechanizm, za pomocą którego rośliny wykrywają i zabijają jaja motyli i innych owadów na swoich liściach - pojawiła się prawie wyłącznie w roślinach krzyżowych i ich dzikich krewnych, które zostały zaatakowane przez białka kapusty, które rozwinęły odporność na toksyczny olej gorczycowy. Publikacja na ten temat ukazała się w czasopiśmie New Phytologist.
Kapusta biała zawdzięcza swoją nazwę preferowaniu brukselki, rzepaku i innych uprawnych roślin krzyżowych jako roślin żywicielskich. Jednak gdy kapusta biała (Pieridae) składa jaja na dzikich roślinach krzyżowych, takich jak gorczyca czarna (Brassica nigra), roślina może zainicjować reakcję nekrotyczną, która powoduje, że liść pod jajkiem obumiera w kontrolowany sposób. To powoduje, że jajko wysycha i spada z rośliny.
Martwica liści
Aby zrozumieć ewolucyjne pochodzenie i rozmieszczenie tej cechy obronnej roślin, zespół badawczy pod kierownictwem Biosystematics Group przebadał 31 gatunków roślin z rodziny krzyżowców pod kątem nekrotycznej odpowiedzi na popłuczyny z jaj dziewięciu gatunków motyli.
„Eksperymenty wykazały, że silna nekroza liści wyewoluowała prawie wyłącznie w rodowodzie upraw kapusty i ich dzikich krewnych naturalnie zaatakowanych przez białe motyle kapusty” - mówi Nina Fatouros, liderka badań. „Co więcej, martwica liści była wywoływana tylko przez te gatunki motyli z rodziny Pieridae, które są specjalistami od roślin krzyżowych i potrafią się nimi odżywiać pomimo toksycznego olejku gorczycowego”.
Odkrycia te sugerują, że cecha zabijania jaj wyewoluowała w rodzinie krzyżowców jako przeciwadaptacja do zdolności gąsienic do detoksykacji olejku gorczycowego. Będąc częścią trwającego wyścigu zbrojeń, niektóre motyle prawdopodobnie przystosowały się do zabijania jaj poprzez grupowanie jaj w grupy (tym samym mniej dotknięte martwicą), przestawianie się na inne rośliny żywicielskie lub składanie jaj na kwiatach zamiast liści.
Zespół bada obecnie podstawę genetyczną cechy rośliny zabijającej jaja w ramach dużego projektu badawczego finansowanego przez Holenderską Radę ds. Badań Naukowych (NWO), którego celem jest ostateczne opracowanie upraw odpornych na szkodniki.
Aby uzyskać więcej informacji:
Uniwersytet i badania w Wageningen
www.wur.nl