Американские исследователи выявили необычный физический механизм защиты у риса, позволяющий этому растению уничтожать гусениц кукурузной листовертки. Было установлено, что рис заманивает вредителей внутрь своих колосков, где жесткие микроскопические волоски (трихомы) препятствуют выходу насекомых, а затем створки зерна смыкаются и смертельно сдавливают гусеницу.

Особенности вредителя и защитные структуры риса

Кукурузная листовертка (Spodoptera frugiperda) представляет собой опасного сельскохозяйственного вредителя, способного вырабатывать устойчивость к химическим инсектицидам. Гусеницы этого вида массово поедают листья и молодые початки различных культур, включая рис. Известно, что листья растений покрыты трихомами — жесткими волосками, затрудняющими передвижение и питание насекомых. У риса такие волоски густо покрывают не только листья, но и колоски.

Экспериментальные исследования

В ходе лабораторных и тепличных экспериментов гусеницам предлагали на выбор колоски риса на стадии активного цветения (с приоткрытыми створками цветка) и на стадии созревания зерна. В некоторых опытах насекомым также предоставляли доступ к сочным листьям. Параллельно с этим с помощью газовой хроматографии анализировался химический состав летучих веществ, выделяемых растением. Погибших в ходе экспериментов насекомых исследовали с помощью электронного сканирующего микроскопа.

Механизм ловушки

Установлено, что в период цветения колосок риса выделяет специфическую смесь пахучих веществ, включая додекан и этилгексаналь, которые привлекают гусениц сильнее, чем запах созревающего зерна. Следуя за приманкой, гусеница заползает в приоткрытый цветок, где густой слой трихом, расположенных под определенным углом, позволяет ей двигаться вперед, но препятствует обратному движению — волоски впиваются в тело и блокируют выход.

После опыления цветок риса закрывается для защиты формирующейся завязи. Электронная микроскопия показала, что смыкающиеся створки колоска раздавливают застрявших внутри гусениц, что подтверждается деформированными и сплющенными головными капсулами насекомых на снимках.

Эффективность и значение механизма

Этот способ защиты оказался эффективным: от 50 до 53% молодых гусениц попадали в ловушку и погибали в течение 48 часов, даже при наличии доступа к обычным листьям. В отличие от хищных растений, таких как венерина мухоловка, рис не переваривает своих жертв — погибшие гусеницы просто высыхают внутри колоска. Механизм служит исключительно для обороны, защищая формирующееся потомство растения от поедания.

Перспективы применения

Понимание этого защитного механизма может быть использовано в агрономии. Селекционеры смогут выводить новые сорта злаков с определенной плотностью и углом наклона трихом на колосках, что позволит эффективно сокращать популяции вредителей физическим способом и снижать потребность в токсичных химических пестицидах.