В ходе нового исследования международная группа ученых, включая специалистов из Национального университета Тайваня, раскрыла механизмы, с помощью которых растения и насекомые взаимодействуют через химические сигналы. Данные молекулы, выделяемые растениями, возникают сразу после повреждений, вызванных травоядными или стрессом.
- Исследование фокусируется на ферментах гексеналь-изомеразах (Hi).
- Эти ферменты действуют как у растений, так и у насекомых, но с противоположными целями.
- Анализ 34 видов чешуекрылых показал, что ферменты появились относительно недавно.
- Открытие сделано с использованием системы AlphaFold для предсказания структуры белков.
Механизм взаимодействия
У растений ферменты Hi преобразуют Z-3-гексеналь в E-2-гексеналь, делая сигнал о бедствии более заметным для естественных врагов вредителей. В то же время, насекомые, такие как гусеницы, используют аналогичные ферменты для искажения этого сигнала, что может привести к усилению стресса у растения, создавая эффект обратной связи.
Эволюция химического оружия
Интересно, что несмотря на то, что растения и насекомые используют один и тот же механизм, их Hi-ферменты происходят из разных белковых семейств. Это свидетельствует о независимом эволюционном развитии. Исследования показали, что насекомые приобрели эти ферменты сравнительно недавно, а у более древних групп они отсутствуют.
| Этап | Событие | Время |
|---|---|---|
| 1 | Появление цветковых растений | около 140 млн лет назад |
| 2 | Освоение новых экологических ниш насекомыми | после появления ферментов |
| 3 | Современные исследования | 2023 год |
Таким образом, знакомый запах свежескошенной травы является не просто ароматом, а сигналом бедствия, который иллюстрирует длительную эволюционную гонку между растениями и насекомыми. Новые открытия опубликованы в научном журнале Nature Ecology & Evolution.