Химический язык насекомых

Плодовых мушек манят запахи портящихся плодов, а также различных вин. Как выяснили ученые, этих мелких насекомых соблазняют не сами груши или виноград, а вещества, образующиеся при брожении.

Растения семейства зонтичных выделяют метилхавикол и карвон. Эти соединения служат приманкой для листогрызущих гусениц махаона, которые с таким же аппетитом съедят и кусок бумаги, если на нее нанести «вкусные» молекулы.

Однако чаще растительные организмы синтезируют пахучие вещества для защиты от непрошеных гостей. Насекомым приходится «считаться» с этим и «обходить стороной» опасные растения. Как говорится, «видит око, да зуб неймет». Самые разнообразные химические средства защиты можно встретить в растительном мире. Ячмень «держит на расстоянии» злаковую тлю, выделяя фенолы и флавоноиды. Хлопчатник имеет свое химическое оружие — госсипол и другие вещества аналогичной природы.

Самый надежный страж растительного мира — вещества, обладающие инсектицидным действием.

Растительные инсектициды издавна использовались в народной практике для отпугивания вредителей. В Новгородской и Тверской губерниях, например, крестьяне раскладывали вокруг полей ветки черемухи, запах которой отпугивал бабочек озимой совки; семена перед посевом смачивали крепким отваром веток или окуривали дымом сожженных сучьев черемухи, что защищало их от повреждений почвенными вредителями. Самарские крестьяне при посеве добавляли в горох коноплю, запах которой не переносит гороховая тля, а в Киевской и Подольской губерниях коноплю высевали по краям свекловичных полей для защиты их от свекловичных блошек. Впрочем, и в наши дни для этих целей рекомендуется использовать в садах и огородах свыше 15 видов широко распространенных в нашей стране растений. Так, садоводы советуют опрыскивать крыжовник, смородину и яблони настоем полыни, что отгоняет от них бабочек огневки и яблонной плодожорки.

Внесение в почву конопляной половы очищает ее от личинок хрущей, а посев конопли под плодовыми деревьями защищает сады от бабочек многих вредителей.

Растения, регулируя количество одного и того же выделяемого химического соединения, могут не только отпугивать, но и привлекать своих ползающих и летающих врагов. Так, концентрация терпенов, синтезируемых дугласовой пихтой, определяет «симпатии» или «антипатии» шестиногих к этому растению. Прав был Парацельс (врач и естествоиспытатель, 1493–1541 гг.), когда писал, что вещество может быть лекарством или ядом, все решает дозировка.

Кроме привлекающих и отпугивающих молекул растения вырабатывают целый ряд соединений, которые определяют разнообразные поведенческие реакции в мире насекомых. Листья дуба, например, выделяя гексаналь, способствуют образованию половых феромонов у бабочек. Если растение выделяет мало этих молекул, самочка привлекает самцов, а если вещества много — готовится к откладке яиц. Заботясь о благоприятных условиях для потомства, капустная моль ориентируется на листья, содержащие горчичное масло, которое ускоряет развитие яиц у взрослых самочек этого вида насекомых.

Ну, дерево, берегись!

В хвойных лесах североамериканского континента широко распространено дерево псевдотсуга Дугласа, достигающее почти стометровой высоты. И вот этого гиганта растительного мира может свалить небольшой жучок длиной менее 1 см — враг номер один — псевдотсуговый лубоед. Вот уж, поистине, если пользоваться «библейской» терминологией, — Голиаф растительного мира, поверженный Давидом — животного царства. Вот как описывают нападение лубоеда на деревья энтомологи. В первые теплые дни апреля лубоеды покидают деревья, где они провели зиму, и разлетаются на поиски новых мест обитания. Обычно жуки выбирают деревья либо пораженные ветром, либо засухой или болезнью. Отыскав ослабленное дерево, насекомые устремляются в атаку, которая поражает быстротой и отличной организованностью. В один день тысячи жуков внедряются в кору облюбованного ими дерева и полностью выводят из строя систему его химической защиты. Самка лубоеда проделывает во внутренней части коры тоннель — маточный ход. В нишах по обе стороны тоннеля после встречи с самцом самка откладывает яйца. Из них вылупляются личинки, которые после линьки превращаются в куколок, а последние — во взрослых жуков. Насекомые покидают древесную кору, вылезая на поверхность через искусно просверленные выходные отверстия, и уже самостоятельно отправляются на поиски «жертв». Выбор объекта для совместного нападения, взаимоотношения самца и самки, плотность популяции жуков на дереве регулируются химическими и акустическими сигналами, которые подаются в определенных комбинациях и последовательности. По-видимому, такое «общение» между жуками происходит в определенное время, синхронизированное с ходом их «биологических часов».

Во время исследований способов коммуникации псевдотсугового лубоеда выяснилась удивительная особенность: оказалось, что одно и то же вещество может вызывать у жука несколько различных реакций.

Речь идет о метилциклогесиноне (МЦГ), обладающем свойствами феромона. Реакция на этот феромон в смеси разных веществ может проявляться по-разному: жуки скапливаются на коре дерева или, наоборот, отказываются сближаться друг с другом. В ответ на действие МЦГ жук-самец может атаковать другого самца или же, напротив, начать ухаживать за самкой. Какая реакция возобладает, зависит от концентрации феромона и обстоятельств, при которых он выделяется. Расшифровка этих сигнальных механизмов могла бы принести большую пользу и помочь разработать способы снижения экономического ущерба от лубоеда. По сравнению с более чем 300 тыс. видов жуков, описанных в настоящее время энтомологами, лубоед изучен довольно хорошо, но его феромонная активность еще представляет Terra incognito, неизведанную землю для ученых. Интересно, что лубоед не только сам вредит дереву, на котором поселился, но и в прямом смысле «открывает ворота» другому врагу псевдотсуги — грибку синевы древесины. Самка жука переносит на своем теле грибницу, которая заражает древесину, прорастая в водопроводящих каналах дерева. Подобно коррозионному наросту в водопроводных трубах, грибок сужает отверстия каналов, а со врменем и полностью закупоривает их. Вот тут-то происходит ослабление, а то и полное разрушение химической защиты растения.

Смола — это одно из основных средств химической защиты у псевдотсуги Дугласа. Когда она заполняет проделанный самкой лубоеда ход, жуки погибают, захлебнувшись в клейкой массе.

Водопроводящие каналы дерева (трахеиды) расположены в древесине вертикально и при нормальных условиях с их помощью создается давление, необходимое для перекачки смолы по смоляным каналам, расходящимся горизонтально от центра ствола. Но если регуляция давления в трахеидах нарушается, смола не может попасть в маточные ходы лубоеда. Таким образом, псевдотсуга гибнет в результате совместной деятельности двух организмов: жук уничтожает флоэму, по которой осуществляется транспорт питательных веществ, а грибок — блокирует водопроводящую систему, обезвреживая защитные приспособления дерева.

Невольные соучастники

Пограничники разгадали немало хитроумных способов, с помощью которых шпионы и диверсанты пытаются преодолеть контрольную полосу границы и уйти подальше, рассчитывая либо затеряться в толпе на узловой железнодорожной станции, либо на время затаиться в большом городе. Какие только приемы ни применялись для того, чтобы преодолеть контрольную полосу: обувь, которая имитировала следы диких животных, ходули, прыгающие аппараты и даже небольшие воздушные шары. Один из опробованных способов заключался в следующем: диверсант перебирался через контрольную полосу верхом на своем партнере. Сообщник затем переходил обратно через границу и его следы оставались на контрольной полосе, а в глубь страны уходил настоящий шпион. Правда, в жизни и этот способ не выручал диверсантов. Пограничники были всегда начеку.