larver som munch på majsblad har utvecklat ett smart sätt att få de flesta näringsämnena från sina måltider: de använder sin poop för att lura växterna att sänka sina försvar.
forskare vid Pennsylvania State University upptäckte nyligen att fall armyworm caterpillars (Spodoptera frugiperda) kan skicka kemiska signaler till växter genom deras poop eller frass.
” det visar sig att caterpillar frass lurar växten i att känna att den attackeras av svamppatogener”, säger medförfattare Dawn Luthe, professor i växtstressbiologi vid Pennsylvania State University, i ett uttalande.
majsplantor kan hantera endast en typ av attack i taget, så medan en majsväxt hanterar den upplevda ”svampinfektionen”, lämnas larven för att festa på växtens löv. Normalt kommer en växt att känna igen kemiska signaturer från insektssekretioner, vilket hjälper växten att veta när man ska höja sitt försvar. I många fall inkluderar detta att producera en biokemisk som stöter bort växtätare, såsom insekter.
men kemiska signaler från larvens poop fungerar som häftiga avvikelser, sa forskarna.
”växten uppfattar att den attackeras av en patogen och inte en insekt, så det slår på sitt försvar mot patogener och lämnar larven fri att fortsätta mata på växten”, säger swayamjit Ray, doktorand i växtbiologi vid Penn State och medförfattare av papperet, i ett uttalande. ”Det är en ekologisk strategi som har fulländats under tusentals år av evolution.”
Caterpillars matar vanligtvis på bladen i de begränsade virvlarna av majsplantor. Critters defekerar vanligtvis i sprickorna där bladen möter stjälken, sa forskarna.
forskare studerade det biokemiska förhållandet mellan fallarmorm caterpillar frass och en växts defensiva mekanismer genom att utföra två tester. I det första testet applicerade forskarna frass-extrakt på bladen på vissa majsväxter och jämförde larvtillväxt av de som matade på behandlade löv med de som mumsade på obehandlade löv.
det andra testet involverade mätning av hur frasbehandlade majsblad påverkade defensiv prestanda på växter utsatta för svamppatogener-i detta fall sporer av en svamp som orsakar blight i majs (Cochliobolus heterostrophus). Forskarna observerade att proteiner i frass initialt aktiverade ett insektförsvar i växten, men med tiden, när majsplantorna utsattes för mer av proteinet, förändrades växternas försvar och började istället känna igen frassproteinet som en svamppatogen istället för en insektsavfallsprodukt. Detta fick växten att försvara sig mot vad den såg som ett svamphot istället för ett insektshot.
även om detta kanske inte är goda nyheter för växter som lider av en larvinfektion, tror forskarna att det kan vara möjligt att isolera de specifika komponenterna i larvbajs som ökar en växts försvar mot patogener. Om så är fallet, sade forskarna, kan jordbrukare en dag utveckla en organisk och hållbar bekämpningsmedel för att förhindra infektion och sjukdom i grödor.
resultaten publicerades online Aug. 26 i Journal of Chemical Ecology.
följ Elizabeth Newbern @liznewbern. Följ Live Science @livescience, Facebook & Google+. Originalartikel om Live Science.
Senaste nytt