Ученые наконец объяснили, почему запах кошачьей мяты возбуждает котов, а к обычной они равнодушны. Дело в психоактивных веществах, выделяемых растениями. Как правило, они нужны для того, чтобы просто отпугнуть насекомых. Но иногда природа дает сбой, и животные превращаются в наркоманов.
Трава вместо самки
Первые предположения о том, почему Nepeta cataria сводит с ума не только домашних, но и диких котов, появились около 30 лет назад. Тогда ученые выяснили, что растение способно производить летучие вещества — непеталактоны, по структуре напоминающие кошачьи феромоны. Поэтому, учуяв запах Nepeta cataria, животные начинают кататься по полу, тереться о поверхности и мурлыкать.
Исследователи считают, что в этот момент домашние питомцы могут находиться в состоянии эйфории, подобной той, которую испытывают люди, употребляющие опиаты. Эксперименты показали: аналоги налоксона — химического соединения, блокирующего опиоидные рецепторы в нервной системе, — снижают воздействие кошачьей мяты на четвероногих или же вообще сводят его на нет.
Растению непеталактоны нужны, конечно, не для одурманивания котов, а для отпугивания насекомых, которые могут его съесть. Однако, судя по всему, в качестве феромонов они и на тлей. Правда, с какой целью, пока непонятно.
© Фото : John Innes Centre
Запах Nepeta cataria возбуждает котов, так как выделяемые растением летучие вещества по структуре похожи на кошачьи феромоны
При этом синтез непеталактонов долгое время оставался загадкой. Только в конце 2018 года британские биохимики расшифровали геном кошачьей мяты и , что летучие вещества образуются благодаря двум группам ферментов. Первые — терпен-синтазы — собирают молекулы растительных феромонов из спиртов и прочих простых цепочек углеводородов, а вторые — NEPS — "откусывают" ненужные атомы водорода от молекулы и заставляют ее нить сплестись в ароматическое кольцо.
Когда-то этим ферментом обладали практически все ближайшие родственники кошачьей мяты, но затем потеряли его вместе с привлекательностью для котов. И только Nepeta cataria способность независимо производить подобные вещества в процессе конвергентной эволюции.
Съесть сородича
Гусеницы, питающиеся обыкновенными томатами, со временем превращаются в каннибалов и начинают поедать друг друга. Как американские биологи, во всем виновата жасминовая кислота, содержащаяся в растении. Ее производные реагируют на слюну насекомых и стимулируют выработку в листьях особых ферментов, которые, в свою очередь, блокируют у гусениц пищеварительный процесс. В результате еда уже не кажется животным такой привлекательной и они начинают поедать друг друга.
Исследователи обработали трехнедельные саженцы томатов метилжасмонатом — эфиром жасминовой кислоты. Именно это соединение растения используют как сигнал к защите от прожорливых насекомых. Затем на каждый куст высадили по восемь гусениц малой совки (Spodoptera exigua) — достаточно, чтобы они успели съесть все листья, прежде чем томат самостоятельно начнет реагировать на угрозу.
© CC BY-SA 2.0/Andy / Andrew Fogg, CC BY 2.5/PLoS Biol 2/8/2004
В экспериментах американских ученых томаты заставляли гусениц малой совки (Spodoptera exigua) поедать друг друга
Спустя несколько дней выяснилось: больше всего пострадали растения, покрытые наименьшим количеством метилжасмоната. А вот томаты, на которые ученые не пожалели химиката, остались практически целыми. Их биомасса была вчетверо объемнее.
Что касается гусениц, то уже через неделю они съедали друг друга абсолютно на всех кустах, участвующих в эксперименте. Первыми к каннибализму склонялись те, кому достались саженцы с высокой концентрацией метилжасмоната.
Авторы работы отмечают, что защитная стратегия томатов — одна из наиболее эффективных в растительном мире. С одной стороны, культура сохраняет листья, делая их невкусными, а с другой — уменьшает количество вредителей, заставляя их съедать друг друга. Именно поэтому для защиты от насекомых выгоднее и безопаснее использовать растительные гормоны, в том числе метилжасмонат, а не синтетические гербициды.
Мохнатые и одурманенные
Некоторые виды флоры для защиты от вредителей используют никотин. Он делает листья и стебли неприятными на вкус для гусениц, а цветы — притягательными для шмелей. Встречаясь в пыльце и нектаре в очень небольшой концентрации, это вещество, как британские исследователи, заставляет насекомых раз за разом опылять одни и те же растения.
В ходе эксперимента ученые обрабатывали искусственные цветы 30-процентным раствором глюкозы, в одном случае — чистым, а в другом — с примесью никотина в разных концентрациях. Затем в комнату запускали 60 шмелей. Оказалось, что минимальный уровень никотина привлекает насекомых, а максимальный, наоборот, отталкивает. Среднее же содержание этого вещества никак не влияло на их предпочтения.
Кроме того, шмели, однажды привлеченные никотиновой пищей, впоследствии старались выбирать точно такие же цветы, с которыми встречались прежде. Они делали это даже в том случае, когда ученые обрабатывали растения обыкновенной водой. Причем чем выше была концентрация никотина первоначально, тем большую приверженность к тем или иным цветам демонстрировали насекомые.
Исследователи предполагают, что речь идет о физиологической зависимости — наподобие той, что никотин вызывает у людей. Это вещество, судя по всему, влияет на активность никотиновых ацетилхолиновых рецепторов в мозге шмелей и формирует у них пристрастие к определенному виду растений.
Комментарии (0)