Грибы защищают тополь от вредителей
Непарный шелкопряд и осиновый листоед не очень любят тополиные листья, в которых живут грибы-эндофиты.
Когда говорят о грибах, сотрудничающих с растениями, то обычно имеют в виду микоризные грибы. Микориза – это корни растения, оплетённые грибным мицелием, причём нити мицелия (гифы) нередко проникают внутрь корней и даже внутрь растительных клеток. Такая жизнь выгодна и растениям, и грибам: растения получают вещества из почвы, которые не могут взять из неё сами и которые для них подготавливают грибы, а грибы получают от растений синтезированную органику.
Однако в недавней статье в Ecology Letters речь идёт не о корнях, а о листьях – о листьях чёрного тополя, в которых обитают грибы рода Кладоспорий. Микроорганизмы, живущие внутри растительных тканей, называют эндофитами; среди них, кроме грибов, попадаются и бактерии, и водоросли. Эндофиты не вредят своему растению, они просто в нём живут и нередко приносят пользу. Часто эта польза выражается в том, что эндофит защищает растение от настоящих патогенов – например, так ведут себя грибы-эндофиты, обитающие в травах. (Микоризные грибы, которые прорастают внутрь корня, раньше тоже называли эндофитами, но потом по разным причинам их так называть перестали ).
Сотрудники Кильского университета и Института химической экологии Общества Макса Планка решили заняться тополем и кладоспориями, потому что, во-первых, влияние грибов-эндофитов на деревья вообще мало изучено, а во-вторых, кладоспории – одни из самых распространённых грибов, живущие в самых разных условиях. Среди них есть и патогены, но исследователей интересовали именно мирные эндофиты. В экспериментах с гусеницами непарного шелкопряда выяснилось, что они менее склонны есть тополиные листья, в которых живут кладоспории. Растения с грибами синтезировали больше веществ из группы феноловых кислот и салициноидов, которые как раз служат для того, чтобы сделать растительные ткани неприятными для вредителя. Особенно это касается салициноидов, которые особенно хорошо действуют против вредителей-универсалов, или генералистов, вроде того же непарного шелкопряда. (Вредителя называют универсальным, если он специализируется не на узкой группе растений, а на многих.) Салициноиды не только отпугивают вредителя, но и портят ему жизнь, если он всё-таки решит питаться на этом растении. Сами грибы кладоспории синтезируют алкалоид стахидрин, который отгонят от тополя не только вредителей-универсалов, но и тех, которые специализируются на разных тополях, вроде осинового листоеда.
Аллея чёрных тополей. (Фото: Rob Farrow / Wikimedia)
Другой эффект от грибов обнаружился, когда исследователи перешли от лабораторных экспериментов к наблюдениям за деревьями и насекомыми в их естественной среде. На тополях, как и на многих других растениях, живут тли, а тлей опекают муравьи: от тлей муравьям достаются сладкие выделения, тли же получают от муравьёв защиту от тех, кто хотел бы тлей съесть. Оказалось, что на тополях с кладоспориями тли встречаются чаще, но муравьи к ним ходят реже. Возможно, муравьёв заставляет забыть о тлях тот самый алкалоид стахидрин, синтезируемый грибами. Без опеки со стороны муравьёв тлей должны активнее есть их естественные враги, но, возможно, в тех местах, где работали исследователи, врагов тлей было мало.
Получается, кладоспории защищают деревья от вредителей тремя способами: грибы побуждают деревья синтезировать собственные защитные вещества, сами грибы производят соединения, отпугивающие вредителей, и, наконец, из-за грибов могут нарушаться взаимовыгодные отношения между вредителем и его опекуном – как это, по-видимому, происходит в случае тлей и муравьёв. Впрочем, случай с муравьями и тлями нужно будет изучить подробнее; тут может быть и так, что гриб привлекает к растению тлей, тем самым отчасти нивелируя свою защиту.
Вообще, хотя эндофиты считаются для растений полезными или, по крайней мере, безвредными, бывают случаи, когда они начинают откровенно вредить. Так случается, когда начинаются проблемы с питательными веществами, или когда в целом окружающие условия портятся или хотя бы просто меняются. Наверное, взаимоотношения эндофитовых кладоспорий и тополей могут в определённых обстоятельствах испортиться, но как это происходит и происходит ли вообще, покажут дальнейшие исследования.
