Наибольшее вредоносное значение для винограда на востоке США имеют самки гроздевой листовертки (Paralobesia Viteana). Бабочки откладывают яйца на поверхность винограда, а вылупившиеся личинки проникают через кожицу в ягоду, где повреждают ягоды, поедая их. Но никто не мог с уверенностью сказать – как именно гроздевая листовертка находит именно растения винограда среди огромного разнообразия растений в ландшафте.
Новое исследование, опубликованное в ноябре 2019 в Журнале химической экологии (Journal of Chemical Ecology), показывает, как эти вредители находят свою цель среди моря других растений в ландшафте.
Была выдвинута гипотеза, что у винограда может быть собственный уникальный профиль летучих соединений, которые листовертка узнает среди других растений, и, возможно, другие растения, обычно соседствующие с виноградников, имеют профили летучих органических соединений, которые удерживают листовертку.
Ученые разработали модель исследования, с помощью которой измеряли привлекательность летучих органических соединений для самок гроздевой листовертки, а также у близлежащих растений, таких как серый кизил (Cornus racimosa) и яблони. Исследование проводили в летном тоннеле (аэродинамической трубе) для наблюдения ответов самок гроздевой листовертки на летучие соединения хозяина (Vitis riparia) и не хозяина (яблоко (Malus domestica) и серый кизил (Cornus racimosa). Источникам запаха служили побеги растений, экстракты побегов и синтетические смеси.
«Химические сигналы, которыми служат производимые и выделяемые в окружающее пространство любым растением летучие соединения, используются почти всеми насекомыми, чтобы найти ресурсы (питание или размножение) в их среде обитания», - сказал Чарльз Линн (Charles Linn), старший научный сотрудник в Корнелле (Cornell University), главный автор статьи.
«Виноградные растения производят и выделяют, возможно, сотни соединений, но насекомые своими антеннами действительно обнаруживают только необходимые для них», - сказал Грег Лоеб (Greg Loeb) , профессор энтомологии в Cornell AgriTech и соавтор статьи.
Газовая хроматография, электроантеннографическое обнаружение и анализы газовой хроматографии/масс-спектрометрии были использованы для идентификации активных летучих соединений в сочетании с поведенческими тестами насекомых в аэродинамической трубе, и выявили 11 летучих органических соединений, выделяемых виноградом, на которые реагирует листовертка и с помощью которых она обнаруживает виноградное растение. Хотя эти соединения встречаются в определенных соотношениях у виноградного растения, они весьма распространены в природе и являются общими для большинства растений, включая серый кизил и яблоки.
Когда авторы исследования использовали эти летучие соединения виноградной лозы, чтобы заманить листовертку в ловушки, этот метод работал, но неэффективно.
В ходе испытаний в аэродинамической трубе исследователи обнаружили, что мотыльки имели одинаковые уровни реакции полета против ветра на все источники запаха, что подтверждает идею о том, что летучие вещества растений не функционируют исключительно как сигналы к яйцекладке. Кроме того, самки не садились на источники, высвобождающие растительные экстракты и синтетические смеси, что свидетельствует о том, что в этом случае присутствовали не все сигналы посадки
«Листовертка не показала явных признаков того, что она реагирует именно на эти соединения на больших расстояниях», - сказал Лоеб. «Мы предполагаем, что, возможно, членистоногие, питающиеся растениями, используют эти обычные летучие вещества, чтобы найти правильную, подходящую для них среду обитания, а затем используют какие-то другие сигналы, чтобы сосредоточиться на том, где именно они собираются откладывать яйца».
«Полученные результаты подтверждают модель, которая резко отличается от общепринятых и описанных в литературе, и должна быть использована как новая гипотеза для будущих исследований», - сказал Линн.
Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, какие именно сигналы используются листоверткой для поиска ягод. Предварительное исследование с использованием искусственного воска показало, что листовертка не откладывают яйца на полностью искусственные ягоды (муляж), но если воск искусственно нанести на кожицу настоящих ягод, полностью покрыв их, то самки на такие ягоды откладывают яйца, четко определяя, что на поверхности такой кожицы личинки смогут питаться.
Хотя и не было однозначно обнаружено никаких присущих только винограду летучих веществ, возможно, исследователи смогут предложить селекционерам зацепки для создания сортов с измененным соотношением существующих летучих веществ, чтобы избавить виноград от привлекательных для листовертки запахов, что, в свою очередь, повысит эффективность борьбы с этим вредителем.
Новости Корнельского университета, исследование финансировалось Министерством сельского хозяйства США (перевод Красохиной С.И.).
