Казуркі і расліны. Рэчывы, выпрацоўваемыя раслінамі для адпужвання казурак

Вы знаходзіцеся: Казуркі і расліны

Прыцягваючы шэраг казурак-апыляльнікаў, расліны ў той жа час пакутуюць ад таго, што шматлікія казуркі, асабліва на стадыі лічынкі, ці гусеніцы, на іх кормяцца, ядучы па большай частцы іх лісце. Па шчасці, да пчол гэта амаль не ставіцца; яны толькі збіраюць з раслін нектар і пылок і толькі часам руйнуюць драўніну. Для абароны ад казурак расліны размяшчаюць шырокім наборам 'другасных метабалітаў', якія робяць іх для казурак непрыемнымі. Пад другаснымі метабалітамі разумеюць розныя рэчывы расліннага паходжання, не гульцы ніякай ролі ў першасных метабалічных працэсах, такіх, як дыханне ці сінтэз асобных клеткавых кампанентаў. Мы робім гэта зняволенне пра адсутнасць у іх якой-небудзь ролі ў першасных метабалічных працэсах на падставе таго, што ніводнае з такіх спецыфічных рэчываў не ўласціва ўсім раслінам ці хоць бы большасці выглядаў. Часта дадзены другасны метабаліт сустракаецца толькі ў якога-небудзь аднаго сямейства, а часам нават у аднаго выгляду ці разнавіднасці. Існуюць тысячы другасных метабалітаў; лік іх гэтак вяліка, што пакуль яшчэ далёка не ўсе яны нам вядомыя, і шматлікія хімікі-арганікі марнуюць увесь свой час на ідэнтыфікацыю 'новых' злучэнняў гэтай групы. Біёлагі на працягу шматлікіх гадоў будавалі здагадкі пра ролю гэтых рэчываў. Зараз, відаць, можна сказаць з упэўненасцю, што другасныя метабаліты ўтвораць ахоўную сістэму, выкарыстоўваную раслінамі супраць казурак і патогенов, а часам і супраць іншых раслін.

Як магла паўстаць такая ахоўная сістэма? Хутчэй за ўсё выпадковым шляхам. Уявім сабе, што ў дадзенай расліны адбылася мутацыя, закранулая той ці іншы метабалічны шлях, у выніку чаго ў расліне пачалася адукацыя нейкага новага злучэння. Калі гэта злучэнне апынулася атрутным ці непрыемным для шкоднікаў, то шанцы на выжыванне ў такой расліны, натуральна, павялічыліся ў параўнанні з яго 'больш смачнымі' суродзічамі; есці ў першую чаргу будуць, вядома, іх. Адпаведна павялічыліся і шанцы на тое, што ген, які кантралюе сінтэз гэтага злучэння, будзе перададзены наступнаму пакаленню раслін. Калі б такая змена адбылася ва ўсіх раслін, то казуркам стала б няма чым карміцца. Аднак казуркі таксама валодаюць надзвычай моцнай зменлівасцю. Выпадковая мутацыя можа зрабіць казурку талерантным да яду, і яно атрымае магчымасць сілкавацца тым, што для іншых непрыдатна; таму яно выжыве і будзе мець поспех ва ўмовах, неспрыяльных для іншых асобін таго ж выгляду. У выніку мутантавая казурка перадасць свой ген устойлівасці большаму ліку асаблівей у наступным пакаленні. Следствам гэтага будзе паралельная эвалюцыя, у якую залучаюцца, як ужо адзначалася вышэй, не асобныя асобіны, а цэлыя папуляцыі раслін і казурак, зменлівыя сумесна.

Рэчывы, службоўцы раслінам для абароны ад казурак, вельмі разнастайныя. Сярод іх маюцца атрутныя, здольныя забіць любую жывёлу, якое заманецца паспытаць такая расліна; таму жывёлы, пазбаўленыя адпаведнага проціяддзя, звычайна адчуваюць небяспеку і пазбягаюць атрутных раслін, не ядуць іх. Іншая група рэчываў надае раслінам непрыемны густ, што таксама адпужвае растительноядных жывёл, так што часам яны нават і не датыкаюцца да падобных 'нясмачным' раслінам. Верагодна, менавіта гэту ролю гуляюць у раслін шматлікія изопреноидные злучэнні, у прыватнасці тэрпены і эфірныя маслы (мал. 15.3). Для любой жывёлы, відаць, таксічныя прысутныя ў раслінах алкалоіды, цианогенные гликозиды і некаторыя 'незвычайныя' амінакіслоты. Цианогенные гликозиды раскладаюцца пры пашкоджанні тканіны з вылучэннем цыяністага вадароду, што робіць іх вельмі магутнымі рэпелентамі. Таксічныя амінакіслоты, якія прысутнічаюць у насенні трапічных прадстаўнікоў сямейства бабовых, выклікаюць смяротны эфект, відавочна, з прычыны таго, што яны ўключаюцца ў сінтэзаваныя арганізмам вавёркі замест звычайных амінакіслот. Казуркі, якія могуць без шкоды для сябе карміцца на раслінах, якія змяшчаюць якое-небудзь атрутнае злучэнне, валодаюць здольнасцю або руйнаваць гэта злучэнне, або злучаць яго хімічна і такім шляхам перакладаць у неактыўную форму. Яшчэ адзін спосаб пазбегнуць небяспекі атручвання выяўляецца ў зярняўкі (сім. Bruchidae), устойлівай да таксічнай амінакіслаты канаванину. Гэта казурка сілкуецца насеннем Dio-dea megacarpa, у якіх утрымоўваецца 8% канаванина, а тым часам, як вядома, нават 0,25% канаванина досыць для смяротнага дзеяння. Чыннік такой устойлівасці складаецца ў дадзеным выпадку ў тым, што наяўная ў казуркі аргинил-трнк-синтетаза валодае здольнасцю адрозніваць аргінін ад канаванина і выбіраць '.правільную' амінакіслату.

Наступным крокам на гэтым шляху можна лічыць такую сітуацыю, калі рэчыва, таксічнае для ўсіх іншых казурак, не проста абясшкоджваецца ў арганізме адаптировавшегося да яго выгляду, але становіцца для гэтага выгляду аттрактантом; асобіны такога выгляду выяўляюцца звычайна толькі на расліне, які змяшчае дадзенае рэчыва, і не сустракаюцца больш нідзе (мал. 15.2). Так гусеніцы Раpiliоajax кормяцца толькі на лісці некаторых парасонавых, якія змяшчаюць вызначаныя эфірныя маслы, галоўным чынам метилхавикол і тэрпен карвон (гл. мал. 15.3). Толькі ў прысутнасці гэтых рэчываў гусеніцы прыступаюць да кармлення; яны ядуць нават фільтравальную паперу, змочаную чыстым карвоном.

Натуральна, узнікае пытанне: ці выйграюць што-небудзь у сваю чаргу тыя атрутныя расліны, да якіх казурка адаптоўваецца? Апыняецца, у іншых выпадках выйграюць. Казуркі, якія кормяцца на іх без шкоды для сябе, назапашваюць у сваім арганізме раслінны яд і набываюць у выніку гэтага моцны пах, які адпужвае не толькі ворагаў гэтых казурак, але і іншых растительноядных жывёл. Гэта акалічнасць спараджае даволі добры сімбіёз паміж такімі раслінамі і казуркамі.

Як вядома, раслінамі сілкуюцца не толькі казуркі. Існуе вялікі лік растительноядных млекаспажыўцоў, і калі б яны елі атрутныя расліны, то ці наўрад у іх было б шмат шанцаў выжыць. Яны пазбягаюць такіх раслін, успрымаючы адпаведны смакавы сігнал; іншымі словамі, атрутныя расліны здаюцца ім нясмачнымі і таму адпрэчваюцца. Вядома, мы адрозніваем толькі тое, што нясмачна для нас, і не можам быць упэўнены ў тым, што такім жа яно здасца, напрыклад, карове. Аднак заўважана, што расліны, якія здаюцца нам горкімі, і расліны, адпрэчваныя жывёламі (у тым ліку і хатняй скацінай), даволі добра супадаюць. Гарката, відаць, адпужвае ўсіх. Важным фактарам, якія вызначаюць выбар ежы ў дзікіх жывёл, можна лічыць таксама даўкасць, ці звязальны густ, абумоўлены прысутнасцю танінаў (гл. мал. 15.3): жывёлы аддаюць перавагу звычайна расліны, наогул не ўтрымоўвалыя танінаў ці з вельмі малым іх утрыманнем. Большасць горкіх ці даўкіх рэчываў сапраўды таксічныя, хоць у асобных выглядаў жывёл і могуць існаваць механізмы, якія забяспечваюць іх абясшкоджванне. У рацыён гарылы ўваходзіць усяго толькі некалькі выглядаў раслін, прычым ёсць звесткі, што ўсе гэтыя расліны - горкія. Гарылы, аднак, абвыклі да іх і аддаюць перавагу менавіта іх, падобна таму як мы, напрыклад, абвыкаем да слабой гаркаты чаю, піва, рознай зеляніны ці нашых кулінарных запраў. У той жа час салодкі густ ці салодкі пах насупраць звычайна прыцягваюць жывёл. Рэчывы з такімі ўласцівасцямі, верагодна, гуляюць вызначаную ролю ў рознага роды ўзаемадзеяннях паміж раслінамі і жывёламі, напрыклад у распаўсюдзе насення жывёламі, якія ядуць сакавітыя плады.