Nova studija Akademije prirodnih znanosti američkog sveučilišta Drexel pokazala je kako biljke odbacuju prijašnje načine zaštite od insekata te razvijaju posve metode obrane.

Rad objavljen u časopisu New Phytologist otkriva genetičke dokaze da je mnogo vrsta biljaka, čiji su preci proizvodili tvari za odbijanje insekata, s vremenom prestalo proizvoditi ih. Moguće je da je to odgovor zbog otpornosti na te kemikalije koja se postupno razvila kod životinja koje su se hranile tim biljkama, prenosi Geek.

Tim naučnika predvođen Tatyanom Livshultz je pratio evoluciju gena koji je uključen u proizvodnju tvari, točnije pirolizidinskih alkaloida, koji su jako toksični za ljude i druge sisavce u cvjetajućim indijskim konopljama te svilenicama iz roda Apocynaceaeae.

Prateći taj gen unatrag pošlo im je za rukom otkriti kada se proizvodnja tih tvari prvi put točno pojavila kod biljaka i koliko su se puta tvari prestajale proizvoditi. Nakon što su uspješno identificirali zajedničko porijeklo gena u najmlađem zajedničkom pretku, u čak više od 75 % sadašnjih vrsta Apocynaceaea (kojima pripadaju i istražene biljke) znanstvenici su otkrili dokaze da su geni prestali djelovati barem 4 puta tijekom evolucije biljaka.

Istražujući međuodnose biljnih gena i životinja koje nisu reagirale na obrambene alkaloide znanstveni tim je otkrio bitnu povezanost između aktiviranja biljnih gena i nametnika na tim biljkama leptirima Danainae. Gotovo svaka vrsta biljke iz skupine Apocynaceae, koje su bile hrana larvama leptira, potomak je biljaka koje su proizvodile te alkaloide.

Znajući kako većina leptira iz skupine Danainae traži te alkaloide čini se kako su ih neke vrste biljaka Apocynaceae prestale proizvoditi zato što su tako privlačile leptire umjesto da su ih odbijale.

“Pirolizidinski alkaloidi su vjerojatno neučinkovita obrana od Danainaea. Štoviše, oni koriste leptirima, jer ih unose zbog vlastite obrane od grabežljivaca”, pojašnjava Livshultz.

To otkriće podržava tezu o “deeskalaciji obrane” prema kojoj organizmi prestaju koristiti mehanizme obrane koji više ne djeluju i preusmjeravaju resurse na obranu koja djeluje.

Livshultz pojašnjava kako biljke roda Apocynaceae proizvode puno različitih obrambenih kemijskih tvari, između ostalog i alkaloide kardenolide koji su bar djelomično učinkoviti protiv kraljevskog leptira, inače najpoznatijeg iz vrste leptira Danainae.

Naučnici drže da biljke iz roda Apocynaceae i dalje proizvode pirolizidinske alkaloide zato što pate više od napada drugih insekata koje ti alkaloidi odvraćaju, nego što je šteta koju uzrokuju leptiri koje ti alkaloidi privlače.

Naučnici napominju kako je razumijevanje evolucije obrane biljaka važno i za ljude u poljoprivredi, jer insekti mogu izazvati smanjivanje uroda usjeva za 15% , a u medicini je to također bitno jer su ti biljni metaboliti bitan izvor sastojaka lijekova, ili u zaštiti okoliša zbog razvijanja mjera za borbu protiv invazivnih biljaka.

Nova studija Akademije prirodnih znanosti američkog sveučilišta Drexel pokazala je kako biljke odbacuju prijašnje načine zaštite od insekata te razvijaju posve metode obrane.

Rad objavljen u časopisu New Phytologist otkriva genetičke dokaze da je mnogo vrsta biljaka, čiji su preci proizvodili tvari za odbijanje insekata, s vremenom prestalo proizvoditi ih. Moguće je da je to odgovor zbog otpornosti na te kemikalije koja se postupno razvila kod životinja koje su se hranile tim biljkama, prenosi Geek.

Tim naučnika predvođen Tatyanom Livshultz je pratio evoluciju gena koji je uključen u proizvodnju tvari, točnije pirolizidinskih alkaloida, koji su jako toksični za ljude i druge sisavce u cvjetajućim indijskim konopljama te svilenicama iz roda Apocynaceaeae.

Prateći taj gen unatrag pošlo im je za rukom otkriti kada se proizvodnja tih tvari prvi put točno pojavila kod biljaka i koliko su se puta tvari prestajale proizvoditi. Nakon što su uspješno identificirali zajedničko porijeklo gena u najmlađem zajedničkom pretku, u čak više od 75 % sadašnjih vrsta Apocynaceaea (kojima pripadaju i istražene biljke) znanstvenici su otkrili dokaze da su geni prestali djelovati barem 4 puta tijekom evolucije biljaka.

Istražujući međuodnose biljnih gena i životinja koje nisu reagirale na obrambene alkaloide znanstveni tim je otkrio bitnu povezanost između aktiviranja biljnih gena i nametnika na tim biljkama leptirima Danainae. Gotovo svaka vrsta biljke iz skupine Apocynaceae, koje su bile hrana larvama leptira, potomak je biljaka koje su proizvodile te alkaloide.

Znajući kako većina leptira iz skupine Danainae traži te alkaloide čini se kako su ih neke vrste biljaka Apocynaceae prestale proizvoditi zato što su tako privlačile leptire umjesto da su ih odbijale.

“Pirolizidinski alkaloidi su vjerojatno neučinkovita obrana od Danainaea. Štoviše, oni koriste leptirima, jer ih unose zbog vlastite obrane od grabežljivaca”, pojašnjava Livshultz.

To otkriće podržava tezu o “deeskalaciji obrane” prema kojoj organizmi prestaju koristiti mehanizme obrane koji više ne djeluju i preusmjeravaju resurse na obranu koja djeluje.

Livshultz pojašnjava kako biljke roda Apocynaceae proizvode puno različitih obrambenih kemijskih tvari, između ostalog i alkaloide kardenolide koji su bar djelomično učinkoviti protiv kraljevskog leptira, inače najpoznatijeg iz vrste leptira Danainae.

Naučnici drže da biljke iz roda Apocynaceae i dalje proizvode pirolizidinske alkaloide zato što pate više od napada drugih insekata koje ti alkaloidi odvraćaju, nego što je šteta koju uzrokuju leptiri koje ti alkaloidi privlače.

Naučnici napominju kako je razumijevanje evolucije obrane biljaka važno i za ljude u poljoprivredi, jer insekti mogu izazvati smanjivanje uroda usjeva za 15% , a u medicini je to također bitno jer su ti biljni metaboliti bitan izvor sastojaka lijekova, ili u zaštiti okoliša zbog razvijanja mjera za borbu protiv invazivnih biljaka.