Как моле используют ультразвуковые сигналы растений в процессе выбора места для откладки яиц

Анализ крипторынка

В мире природы взаимодействия между разными видами зачастую оказываются гораздо сложнее и разнообразнее, чем казалось ранее. Недавние исследования, проведённые учёными из Израиля, раскрывают удивительный аспект коммуникации между насекомыми и растениями: способность самок молей использовать акустические сигналы, испускаемые растениями в условиях стресса, для принятия ключевых решений при выборе места откладки яиц. Это открытие меняет представления о том, какие сенсорные каналы задействованы в межвидовых взаимодействиях и как насекомые адаптируются к окружающей среде. Тщательный анализ научных данных позволяет глубже понять механизм восприятия ультразвука и его значение для жизни вредителей сельскохозяйственных культур, а также предвещает новые направления в защите растений и управлении популяциями вредоносных насекомых. Растения, как живые организмы, постоянно взаимодействуют с окружающей средой и реагируют на изменения физиологических параметров.

Одним из таких физиологических процессов является кавитация — образование и разрыв газовых пузырьков внутри сосудов растения при снижении водного давления, особенно в условиях засухи. Этот процесс сопровождается выделением ультразвуковых клик-сигналов, которые оказываются достаточно громкими для того, чтобы их могли уловить некоторые виды животных, обладающие чувствительным слухом в ультразвуковом диапазоне. Ранее такие вибрации рассматривались лишь как внутренние процессы растений без какого-либо биологического значения для других организмов, однако новые доказательства свидетельствуют о обратном. Исследования, связанные с египетской листовёрткой (Spodoptera littoralis), одним из наиболее вредоносных сельскохозяйственных вредителей, продемонстрировали, что особи с тонко развитой слуховой системой на основе тимпанальных органов способны воспринимать звуковые волны с частотой в диапазоне от 20 до 60 кГц, характерные для кликов стресса растений. Учёные провели серию экспериментов, используя двухальтернативный выбор, чтобы проверить, как звуки, испускаемые увядающими растениями, влияют на поведение самок молей в процессе выбора места для откладки яиц.

Выяснилось, что при отсутствии фактических физических признаков растений, самки предпочитают откладывать яйца возле источника ультразвуковых кликов, имитирующего звук засохших растений. Такое поведение может показаться парадоксальным, учитывая, что в естественных условиях насекомые обычно выбирают здоровые, хорошо увлажнённые растения, способные обеспечить оптимальное питание для молодняка. Однако этот феномен объясняется отсутствием других сенсорных сигналов, заставляющих самок воспринимать звуковые клики как признак близкого нахождения растения, а не обязательно как индикатор его состояния. В более естественных условиях, где имелись реальные растения с их характерными зрительными, химическими и тактильными сигналами, самки отражали привычные предпочтения. При воспроизведении ультразвуков стресса непосредственно рядом с живыми растениями они предпочитали откладывать яйца на растения без звуковых сигнатур увядания, демонстрируя комплексное восприятие многоканальной информации и способность интегрировать различные стимулы в процессе принятия решений.

Ключевым доказательством слуховой природы отклика стало то, что обработанные хирургическим путём глухие самки молей утрачивают способность проявлять какую-либо предпочтительную реакцию на ультразвуковые сигналы. Это позволяет с уверенностью утверждать, что акустические сигналы играют первостепенную роль в указанном поведении. Интересным аспектом исследования была проверка того, не ошибаются ли самки молей, реагируя на ультразвуки других насекомых, например, на щёлканье самцов, ведь мужские сигналы и звуки растений попадают в схожий частотный диапазон. Результаты показали, что присутствие мужчин вблизи не влияет на выбор места для откладки, что свидетельствует об избирательности восприятия и, возможно, о способности распознавать временные и спектральные различия между источниками звука. Динамика поведения молей также стала предметом наблюдений.

Самки активны в исследовании пространства вокруг источников звука, переходят с одной стороны арены на другую, постепенно увеличивая время, проведённое вблизи звуковой стимуляции. Такое поведение указывает на взвешенную оценку информации и активный поиск оптимального места для потомства. Это открытие значительно расширяет понимание межвидовых взаимодействий. До сих пор основными рассматривались визуальные, химические и тактильные сигналы как ключевые для связи насекомых и растений. Документированное использование ультразвуковых сигналов ставит новые вопросы о приспособлениях в звуковом восприятии насекомых, а также о возможности существования других видов животных, реагирующих на подобные сигналы.

Появляется множество перспектив для исследований в области экологической биологии, сенсорных систем и сельскохозяйственной практики. Понимание того, что самки листовёртки могут использовать ультразвуковые сигналы растений для выбора места откладки яиц, открывает новые возможности для разработки методов управления вредителями. Так, можно предположить, что имитация звуков засухи позволит отвлечь насекомых от посевов, что снизит количество повреждений и необходимость применения химических средств. Дополнительное исследование спектральных и временных характеристик этих сигналов поможет создать эффективные биотехнологические решения. Кроме того, сформировалась гипотеза о том, что звуки, испускаемые растениями, не являются эволюционными сигналами, то есть не создавались специально для коммуникации с другими организмами, а скорее представляют собой побочные эффекты физиологических процессов, которые насекомые давно научились использовать в своих целях.

Тем не менее, нельзя исключать возможность того, что некоторые растения развивают способы усиления или модуляции этих сигналов для привлечения полезных организмов или отпугивания вредителей. Этот новый аспект акустической экологии показывает, насколько сложной является сеть взаимосвязей в природных сообществах. Наряду с хорошо изученными химическими и визуальными сигналами, ультразвуковые волны добавляют уникальный уровень информации в мир общения между растениями и животными. В будущем, вероятно, будут выявлены дополнительные примеры таких взаимодействий, расширяя горизонты биологических исследований и предлагая новые подходы к охране окружающей среды и сельскому хозяйству. В целом, исследование доказало, что самки египетской листовёртки обладают способностью воспринимать ультразвуковые «клики» растений, которые возникают при стрессе, и использовать их для принятия решений о том, где откладывать яйца.

Такое поведение отражает сложную интеграцию акустической информации с другими сенсорными сигналами и подчеркивает важность мультимодального восприятия у насекомых. Этот биологический феномен не только расширяет научное понимание природных процессов, но и предлагает практические направления для контроля вредителей и сохранения сельскохозяйственных экосистем.