I bruchi che sgranocchiare le foglie di mais hanno sviluppato un modo intelligente per ottenere la maggior parte dei nutrienti dai loro pasti: usano la loro cacca per ingannare le piante ad abbassare le loro difese.
Gli scienziati della Pennsylvania State University hanno recentemente scoperto che i bruchi fall armyworm (Spodoptera frugiperda) possono inviare segnali chimici alle piante attraverso la loro cacca, o frass.
“Si scopre che il bruco frass inganna la pianta nel percepire che viene attaccata da agenti patogeni fungini”, ha detto in una dichiarazione la co-autrice dello studio Dawn Luthe, professore di biologia dello stress vegetale presso la Pennsylvania State University.
Le piante di mais possono affrontare solo un tipo di attacco alla volta, quindi mentre una pianta di mais si occupa della “infezione fungina” percepita, il bruco viene lasciato a banchettare con le foglie della pianta. Normalmente, una pianta riconoscerà le firme chimiche dalle secrezioni degli insetti, che aiuta la pianta a sapere quando alzare le sue difese. In molti casi, questo include la produzione di un biochimico che respinge gli erbivori, come gli insetti.
Ma i segnali chimici provenienti dalla cacca del bruco agiscono come deviazioni furbe, hanno detto i ricercatori.
“La pianta percepisce di essere attaccata da un agente patogeno e non da un insetto, quindi accende le sue difese contro gli agenti patogeni, lasciando il bruco libero di continuare a nutrirsi della pianta”, ha detto Swayamjit Ray, uno studente di dottorato in biologia vegetale alla Penn State e coautore del documento, in una dichiarazione. “È una strategia ecologica che è stata perfezionata nel corso di migliaia di anni di evoluzione.”
I bruchi di solito si nutrono delle foglie nelle spirali confinate delle piante di mais. Le creature tipicamente defecano nei crepacci dove le foglie incontrano il gambo, hanno detto i ricercatori.
Gli scienziati hanno studiato la relazione biochimica tra il bruco di bruco fall armyworm e i meccanismi difensivi di una pianta eseguendo due test. Nel primo test, gli scienziati hanno applicato l’estratto di frass alle foglie di alcune piante di mais e hanno confrontato la crescita del bruco di quelli che si nutrivano di foglie trattate con quelle che mangiavano foglie non trattate.
Il secondo test ha riguardato la misurazione di come le foglie di mais trattate con frass influenzassero le prestazioni difensive sulle piante esposte a un agente patogeno fungino-in questo caso, le spore di un fungo che causa la peronospora nel mais (Cochliobolus heterostrophus). Gli scienziati hanno osservato che, inizialmente, le proteine nel frass attivavano una difesa degli insetti nella pianta, ma nel tempo, poiché le piante di mais erano esposte a più proteine, le difese delle piante divennero alterate e invece iniziarono a riconoscere la proteina frass come agente patogeno fungino invece di un prodotto di scarto di insetti. Ciò ha causato la pianta per difendersi contro quello che vedeva come una minaccia fungina invece di una minaccia insetto.
Anche se questa potrebbe non essere una buona notizia per le piante che soffrono di un’infestazione da bruco, i ricercatori pensano che possa essere possibile isolare i componenti specifici della cacca di bruco che aumentano le difese di una pianta contro gli agenti patogeni. Se questo è il caso, hanno detto gli scienziati, gli agricoltori potrebbero un giorno sviluppare un pesticida organico e sostenibile per prevenire infezioni e malattie nelle colture.
I risultati sono stati pubblicati online agosto. 26 nel Journal of Chemical Ecology.
Segui Elizabeth Newbern @ liznewbern. Segui in diretta Science @ livescience, Facebook & Google+. Articolo originale su Live Science.
Notizie recenti