15.04.2010

Хищные растения отравились насекомыми

Насекомоядные растения — виды в природе редкие, они растут только в определенных местах, а их популяции состоят, как правило, всего из нескольких особей. Если к этому прибавить еще и постоянный интерес со стороны людей — браконьерство, выкапывание, уничтожение, продажа и т. д., — то окажется, что они находятся под угрозой полного исчезновения.

Еще одну, не связанную с человеком причину, из-за которой этих растений становится все меньше, нашли доктор Иэн Грин (Iain Green) и доктор Кристофер Муди (Christopher Moody) из Университета Борнмута (Великобритания).

Ученые провели эксперимент и выяснили, что попадание в «желудок» хищных растений насекомых, ткани которых содержат тяжелые металлы (а таких насекомых очень много), вызывает у растений тяжелые отравления, часто с летальным исходом.

Металлы полезные и не очень

Насекомоядные растения обычно растут на бедных питательными элементами почвах. Поедая насекомых, они компенсируют недостаток питательных веществ. Некоторые металлы, например медь, по словам авторов исследования, необходимы для нормальной работы растительного организма. Правда, лишь в определенном количестве. Если порог превысить, доза может стать токсичной. Что касается ненужных элементов, таких, например, как кадмий, то они вызывают у растений всевозможные неприятные эффекты.

Металлы в «желудке» у растений

«Обычно ученых интересует вопрос, что происходит с насекомыми, когда они едят растения с высоким содержанием токсичных веществ. Ведь существует такая проблема, как биоаккумуляция: когда поллютанты накапливаются по всей пищевой цепочке, например растения—насекомые—птицы. Мы решили посмотреть на проблему с другой стороны», — говорит доктор Грин.

Чтобы выяснить, как чувствуют себя хищные растения, когда их добычей становятся буквально напичканные тяжелыми металлами насекомые, ученые провели эксперимент. Личинок красноголовой синей мухи (Callophora vicina) сначала кормили специальной смесью из собачьего корма, сухого молока, сахарозы и дрожжей. Затем личинок разделили на группы и добавили в смесь или дистиллированную воду, или разные концентрации раствора хлорида кадмия и хлорида меди. Наевшимися новой смесью личинками ученые кормили хищное растение сарацинию клейколистную (Sarracenia leucophylla).

Затем исследователи выясняли, как быстро кадмий и медь накапливаются в растениях, в какие органы попадают и как влияют на их жизнедеятельность.

Кадмий — смертельно опасен

Оказалось, металлы ведут себя совершенно по-разному. По словам доктора Грина, после того как сарациния переваривала личинки с высоким содержанием кадмия, металл поступал в побеги. Причем чем больше личинок, а значит и кадмия, съедало растение, тем больше его и откладывалось «на хранение». Это не очень хорошо, объясняют авторы работы, ведь в побегах находится фотосинтезирующая ткань, а фотосинтетический аппарат очень чувствительно реагирует на излишки металлов. Действительно, неприятные последствия не заставили себя долго ждать. «При концентрации кадмия в побегах сарацинии 0,4 мг на 1 кг биомасса всего растения сокращалась в два раза. А содержание кадмия 0,8 мг/кг приводило вообще к его гибели», — пишут авторы в своей работе, опубликованной в апрельском номере журнала Environmental Science and Technology.

Растения справляются с медью сами

Что касается меди, то этот элемент, попав в организм хищного растения, вел себя совсем по-другому. «Медь — элемент важный для растений. Он выполняет роль кофактора, необходимого для работы многих важных энзимов», — говорит доктор Грин. По мнению ученых, из-за того что медь все-таки не чужеродный элемент для растений, они сами могут контролировать его количество. Существуют вполне естественные способы выведения его избыточного количества.

«Наш эксперимент показал, что медь откладывалась в корнях растений. Это вполне безопасное место. Там металл не может навредить фотосинтезу — ведь в корнях нет фотосинтетической ткани. Причем чем больше меди попадало в сарацинию, тем больше ее и выводилось из организма растения. Мы не обнаружили никаких признаков токсичности этого металла. Значит, растение само может контролировать и регулировать количество меди», — говорит доктор Грин.

Теперь, по словам авторов работы, очень важно понять, что происходит с другими металлами в насекомоядных растениях. В ближайшее время они и планируют заняться этой проблемой.

Анна Говорова

Источники:

1. infox.ru