Насекомые разбираются в шелке

Хищники не только убивают и поедают добычу, они ее распугивают. Нередко из дома, где поселилась кошка, уходят мыши, а присутствие пауков влияет на численность растительноядных насекомых.

О присутствии паука можно судить по наличию паутины. Паутинный шелк вырабатывают все пауки; даже те виды, которые не плетут ловчие сети, оставляют на своей территории шелковые следы. Энн Рипстра (Ann Rypstra), профессор Университета Майами, США, Кристофер Бадл (Christopher Buddle) из Университета Макгилла, Канада, доказали, что паутинный шелк действительно оповещает насекомых о присутствии хищника и влияет на их поведение. Перепуганные вредители меньше едят.

Эксперименты проводили в Майами на листьях и целых растениях фасоли (Phaseolus vulgaris). Чтобы исключить влияние долгой совместной эволюции хищника и жертвы на поведение животных, исследователи выбрали в качестве растительноядных насекомых японского хрущика (Popillia japonica) и мексиканскую фасолевую божью коровку (Epilachna varivestis) — жуков, которые обитают на востоке Северной Америки всего около 50 лет. Взрослые особи обоих видов поедают листья фасоли и время от времени становятся добычей пауков. Но с пауком Tetragnatha elongate они не встречались, потому что этот вид распространен в пойменных лесах, а на полях, засеянных сельскохозяйственными культурами, он не водится.

Исследователи провели эксперименты в лаборатории, на растении и на грунте. Лист фасоли равномерно обматывали пятью витками паутинной нити, вытянутой из T. elongate, или шелком из кокона тутового шелкопряда Bombyx mori. Черешок листа оборачивали влажной ватой, лист помещали в чашку Петри диаметром 20 см и сажали туда же одного жука. Контрольные листья шелком не обматывали, только руками трогали. Спустя сутки ученые определяли, сколько квадратных миллиметров листа съел вредитель.

В полевых условиях листья обматывали паутиной или шелком прямо на растении и вместе с жуками упаковывали в марлевые мешочки размером 20 на 20 см. Спустя 24 часа листья собирали и определяли съеденную площадь. В некоторых случаях обработанные листья просто оставляли без всяких мешочков на милость местных травоядных насекомых. В этом случае обработку шелком повторяли спустя 3 дня, а листья собирали через 6 дней. И, наконец, исследователи работали с целыми растениями. Все листья на одном растении обрабатывали или просто трогали руками. На растение сажали по два жука каждого вида и закрывали его сетчатым цилиндром, заглубленным в почву на несколько сантиметров. Предварительно на фасоли случайным образом отмечали шесть листьев и спустя трое суток определяли площади повреждения на них. Некоторые обработанные растения оставляли открытыми, чтобы их ел кто захочет. Через 3 дня их обрабатывали вторично, а на 6-й день анализировали результаты.

А результаты во всех случаях были сходными. Как в чашках, так и на поле паутина сокращает площадь повреждений на листьях на 40-50% по сравнению с контролем. Шелк тутового шелкопряда также защищает листья от поедания, но в меньшей степени, чем паутина, в некоторых случаях его эффект недостоверен. Жуки обоих видов реагировали на паутину и шелк одинаково.

Ученые провели дополнительные лабораторные исследования с более широким набором волокон. Помимо свежей паутины и шелка они обматывали листья паутиной, предварительно обработанной 70%-ным спиртом, волосами блондина и арамидными волокнами толщиной 10 микрометров. Арамидные волокна и волосы не повлияли на сохранность листьев. Лучше всего их защищает от поедания паучий шелк, как свежий, так и проспиртованный. Шелк B. mori менее эффективен.

Следовательно, не всякое волокно на листьях, а именно паутина, пугает травоядных насекомых. Возможно, они бы убежали куда-нибудь, но условия эксперимента этого не позволяют, и напуганные вредители просто меньше едят. Этот эффект не связан ни с поведением паука (он отсутствовал), ни с совместной эволюцией хищника и жертвы.

Как всегда в подобных случаях, ученые планируют дальнейшие исследования с более обширным списком видов. Но уже сейчас они отмечают, что паутинный шелк сам по себе обладает свойством подавлять активность потенциальных жертв паука. У паутины есть много полезных свойств, и сейчас к ним прибавилось еще одно — борьба с вредителями растений. Поэтому исследователи советуют пауков беречь, создавать для них благоприятные условия, заселять ими поля, и пусть они развешивают всюду свою паутину.

Наталья Резник

Rypstra AL, Buddle CM. 2012 Spider
silk reduces insect herbivory. Biol Lett
9: 20120948.