Чередование растительных культур на сельскохозяйственных полях преследует две цели. Во-первых, у разных растений разные требования к почве, и, варьируя культуры, мы защищаем почву от истощения по какому-то одному показателю: если кукуруза предпочитает вещество А, а соя благоволит веществу Б, то в год сои почва восстанавливает вещество А, которого стало много меньше после года кукурузы. Во-вторых, ротация культур предотвращает вспышки численности вредителей. Многие из них предпочитают питаться на ограниченном наборе видов и просто уходят с поля, если не могут найти то, что им нужно. На следующий год можно сажать то, чего в прошлом году хотелось вредителям, ибо их просто не будет. 

Кукурузный жук. (Фото Coastlander.) Но иногда такой способ борьбы с вредителями даёт осечку, как это случилось, например, с кукурузным жуком (западным кукурузным корневым листоедом) Diabrotica virgifera virgifera.

Чередуя кукурузу, которой питается этот жук, с соей, американским фермерам довольно долго удавалось держать численность вредителя под контролем. Личинки жука живут под землёй, на корнях кукурузы, и, превратившись во взрослых насекомых, они ещё какое-то время остаются там же, чтобы отложить яйца рядом с источником пищи. Если же на месте кукурузы окажется соя, у которой есть специальные системы защиты от жука, 70% личинок погибает.

Но в какой-то момент этот способ перестал работать, и «соерезистентный» жук отправился на завоевание Америки. 

Исследователям из Университета Иллинойса в Урбане и Шампейне (США) удалось выяснить, что позволило кукурузному жуку приспособиться к смене культур. Во-первых, жуки стали откладывать яйца не только на корнях кукурузы, но и на корнях других растений. А во-вторых (и в-главных), они обрели способность питаться именно соей. А помогли им в этом желудочно-кишечные бактерии. 

Устойчивость жуков к сое оказалась такова, что вместо 70% личинок погибало всего 20%. Но если жуков обрабатывали антибиотиком, то их выживаемость падала до прежнего уровня. Дальнейшие исследования подтвердили, что микрофлора у устойчивых жуков сильно отличается от микрофлоры обычных вредителей: некоторые виды бактерий наблюдались только у устойчивых насекомых.

Действие сои на жуков заключалось в подавлении пищеварительных ферментов, но в присутствии бактерий ферменты у насекомых работали по-прежнему. 

Пока не очень ясно, то ли бактерии сами производят нужный фермент на замену тому, чью активность подавила соя, то ли они освобождают от влияния сои собственные ферменты жуков. Так или иначе, в борьбе с вредителями нужно учитывать, что их устойчивость к ядам может возникнуть не только из-за их собственных генетических мутаций, но и в силу вот такой помощи со стороны бактериальных (и, возможно, не только бактериальных) симбионтов.

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА