Ароматът на окосена трева е всъщност сигнал за тревога

Ново проучване свързва физиологията на растенията и насекомите, химическата екология, молекулярната функция и еволюционния анализ, за ​​да предложи нова гледна точка върху коеволюцията между растенията и насекомите.

Изследователският екип е ръководен от Ю-Хсиен Лин, доцент в Програмата за глобални селскостопански технологии и геномни науки (Global ATGS) към Международния колеж към Националния университет на Тайван, в сътрудничество с международни изследователски партньори и доцент Чинг-Уен Тан от Националния университет Чунг Хсинг.

Свежият "зелен" аромат, който се отделя при косене на трева, е нещо повече от мирис на лято, спокойствие и романтика. Той често идва от летливите вещества от зелените листа (green leaf volatiles - GLV), които растенията отделят в рамките на секунди, след като са наранени, нападнати от тревопасни животни или са изложени на стрес от околната среда.

Тези молекули не са просто странични продукти на увреждането – те са част от сложна химическа сигнална система, която помага на растенията да се защитават, да потискат патогените, да привличат естествените врагове на тревопасните животни и дори да предупреждават съседните растения да се подготвят за атака.

Как растенията и насекомите използват ароматите

Надграждайки предишна своя по-ранна работа върху ензимите в слюнката на насекомите, научен екип, ръководен от Ю-Хсиен Лин (Yu-Hsien Lin), доцент от Националния университет на Тайван, изследва еволюционния произход, функционалната диверсификация и каталитичния механизъм на ензимите хексенал изомераза (Hi - hexenal isomerase) както в растенията, така и в насекомите орт разред Пеперуди (Lepidoptera).

Изследователите откриват, че Hi ензимите в слюнката на пеперудите могат да превърнат Z-3-хексенал, един от най-ранните GLV, отделяни от ранени растения, в E-2-хексенал, като по този начин променят състава на летливите вещества, отделяни от растенията. Тъй като повишеното количество E-2-хексенал може по-ефективно да привлича естествените врагове на гъсениците, тази трансформация може ефективно да усили алармения сигнал на растението, докато насекомото се храни.

Интересно е, че самите растения също притежават ензими, способни да катализират същата химическа реакция. Въпреки това, насекомните и растителните Hi ензими произхождат от напълно различни протеинови семейства, което показва, че те са развили сходни химични функции чрез различни еволюционни пътища.

Проследяване на ензимите през еволюцията

Екипът допълнително анализира 34 вида Lepidoptera и установява, че Hi на насекомите е до голяма степен ограничено до по-скоро диверсифицирани линии, което предполага, че тази функция не е била широко разпространена в ранната еволюция на пеперудите, а вместо това се е появила постепенно в специфични групи.

Проучването също така разкрива съществени разлики в ензимната активност между видовете. Успоредно с това, прогнозирането на протеиновата структура с помощта на системата за изкуствен интелект AlphaFold на Google DeepMind, заедно с функционални анализи, помага за изясняване на каталитичния механизъм на насекомния Hi.

От страна на растенията, молекулярните еволюционни анализи показват, че специфичният за растенията Hi вероятно е възникнал в цъфтящите растения, свързвайки появата му с екологичния контекст, оформен от възхода и диверсификацията на цъфтящите растения.

"Изследването свързва физиологията на растенията и насекомите, химическата екология, молекулярната функция и еволюционния анализ, за ​​да предложи нова перспектива върху коеволюцията на растенията и насекомите", отбелязва първият и съавтор на изследването проф. Ю-Хсиен Лин.

"Следващият път, когато забележим познатия аромат на прясно окосена трева, може би си струва да си спомним, че това не е просто мирис на растения – това може да е и химически сигнал за бедствие, както и следа от надпревара във въоръжаването между растения и насекоми, която се е развивала в продължение на милиони години."

Справка: Yu-Hsien Lin et al, Convergent evolution of hexenal isomerases in Lepidoptera and plants, Nature Ecology & Evolution (2026). DOI: 10.1038/s41559-026-02999-2

Източник: Tracing the evolutionary history of chemical warfare between plants and insects,, National Taiwan University

Още по темата

28/08/2025

Човекът

Дължината на палеца и размера на мозъка при приматите са свързани с коеволюция

22/02/2024

Животът

Смъртоносно растение убива своите опрашители, но изхранва техните малки

14/07/2023

Животът

Скритите закони на живота: Тайните правила на еволюцията и как работят те

19/05/2023

Животът

Дивите пчели са много по-добри градински опрашители от медоносните пчели