Конечно, наличие у растений таких механизмов химической защиты – проблема, с которой травоядные насекомые должны бороться. Один из способов, которым насекомые смогли преодолеть эти проблемы, – это установление партнерских отношений с бактериями.
Например, пищеварительные оральные выделения колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata) включают бактерии, которые могут подавлять защитные механизмы растений томата, которыми жук обычно питается. Таким образом, жук и бактерии достигли «симбиоза» – термин, который биологи используют для описания взаимовыгодного партнерства: жук обеспечивает бактериям комфортную среду во рту и других секреторных органах, а бактерии помогают жуку потреблять питательные вещества из растений томата.
Проф. Дженитиро Аримура из Токийского университета науки, это поразительный результат: «Хотя хорошо известно, что симбиотические микроорганизмы у животных (особенно бактерии в кишечнике травоядных, таких как панды и коровы) влияют на такие биологические процессы, как пищеварение и размножение, тот факт, что они влияют на добычу (я.е., растения) не так хорошо известны.Другими словами, тот факт, что бактериальные партнеры насекомого работают над изменением биохимических процессов в живом растении до того, как оно будет съедено, представляет значительный интерес для ученых.
Проф. Аримура и его исследовательская группа в сотрудничестве с Университетом Окаяма задались вопросом, может ли такое партнерство с бактериями применяться в случае насекомого Spodoptera litura, личинки которого являются основными вредителями, которые обычно повреждают посевы в Азии. В статье, недавно опубликованной в журнале New Phytologist, проф.
Группа исследователей Аримуры экспериментировала с применением орального секрета S. litura на механически поврежденные листья кресс-салата (Arabidopsis thaliana). Когда исследователи стерилизовали выделения из полости рта, чтобы убить или удалить любые бактерии, которые могут в них присутствовать, они обнаружили, что нанесение этих выделений на листья растений стимулировало экспрессию генов, связанных с защитой, и выработку оксилипинов, которые играют важную роль в защите A. клетки thaliana от пищеварения. Тем не менее, когда исследователи применили выделения из полости рта, которые не были стерилизованы, бактерии, присутствующие в выделениях из полости рта, препятствовали экспрессии генов, связанных с защитой, и выработке оксилипинов. Напротив, бактерии стимулировали выработку салициловой кислоты и абсцизовой кислоты, двух химических веществ, которые подавляют выработку оксилипинов.
Эти данные являются убедительным доказательством того, что бактерии в секрете ротовой полости S. litura помогает личинкам преодолеть защитные механизмы растений, и исследователи хотели определить бактерии, ответственные за. Тесты орального секрета личинок выявили присутствие бактерии под названием Staphylococcus epidermidis, а дальнейшие эксперименты подтвердили, что S. epidermidis подавляет защитные механизмы растений.
Эти результаты дают важную информацию о том, как S. litura противодействует защитным механизмам растений, которыми питается, а проф. Аримура надеется, что больше информации о взаимоотношениях между личинками и бактериями поможет ученым-растениеводам разработать методы защиты важных видов сельскохозяйственных культур от S. литура.
Такие методы могут помочь фермерам сократить использование экологически вредных пестицидов, и проф. Аримура выражает оптимизм по поводу того, что его исследование, таким образом, «внесет вклад в создание безопасных и надежных запасов продовольствия и богатой окружающей среды."