Växter har utvecklat en anmärkningsvärd anpassning för att känna av och svara på växtätare attacker, med hjälp av en sofistikerad arsenal av försvarsmekanismer. Denna förmåga att uppfatta och reagera på potentiella hot är avgörande för växters överlevnad i olika och utmanande miljöer. Det primära detektionssättet involverar igenkännandet av kemiska signaler som framkallas av växtätare under utfodring eller skada på växtvävnad. Dessa signaler, såsom flyktiga ämnen, framkallande ämnen och hormonsignaler, utlöser en kaskad av defensiv respons hos växter.

1. Volatila signaler:

När växter attackeras av växtätare frigör de en blandning av flyktiga kemikalier som fungerar som nödsignal. Dessa flyktiga inkluderar terpen, flyktiga gröna blad och derivat av jasmonsyra. De växtätare-inducerade flyktiga ämnena (HVs) diffunderar ut i luften och kan detekteras av närliggande växter av samma eller olika arter.

HVs kan framkalla försvar i närliggande växter genom att aktivera specifika vägar och genuttryck involverade i försvarssvar. Till exempel, som svar på HVs som släpps ut av attackerad sagebrush (Artemisia tridentata), producerade närliggande sagebrush växter förhöjda nivåer av defensiva kemikalier, vilket gör dem mindre önskvärda för växtätare.

2. Elicitorer och hormoner:

Förutom flyktig, kan växtätare utfodra frisättningen av skadeassocierade molekylära mönster (DAMPS) och framkallande faktorer, såsom oligosackarid- och proteinfragment. Dessa elicitorer interagerar med specifik receptor på växtcellernas membran, vilket utlöser en kaskad av försvarssvar.

En viktig hormonsignal involverad i att uppfatta växtätare attack är jasmonsyra (JA). JA produceras vid utfodring av växtätare och spelar en avgörande roll för att förmedla försvarssvar. Det reglerar produktionen av defensiva föreningar, såsom proteashämmare och sekundär metabolit som avskräcker eller förgiftar växtätare.

3. Mekanisk skada och beröringsrespons:

Växter kan också reagera på den mekaniska skadan som orsakas av växtätare som tuggar på sina vävnader. Specialiserade mekanoreceptorer på växtcellmembran och vävnader känner av dessa mekaniska stimuli och initierar defensiv respons.

Till exempel knäpper Venusflugfällan (Dionaea muscipula) snabbt sina löv när de känner av beröringen av potentiella byten, och fångar insekten inuti. Denna beröringskänsliga mekanism gör att växten kan fånga och smälta insekter, vilket kompletterar dess näringsinsamling.

4. Inducerbart motstånd:

Växters förmåga att uppfatta och svara på växtätare attack kan förbättras genom processer som kallas inducerbar resistens. När en växt upplever skada på växtätare eller exponering för framkallare, kan den utveckla ett minne av attacken och bli mer motståndskraftig mot efterföljande attacker.

Denna inducerbara resistens involverar förändringar i genuttryck och metabolism som stärker växtförsvaret och resulterar i snabbare och starkare respons när den utmanas igen av växtätare.

Slutsats:

Växter har utvecklat invecklade mekanismer för att känna av växtätare attacker, som involverar att uppfatta flyktiga signaler, framkallare och mekanisk skada. Dessa signaler initierar en rad försvarssvar som att producera avskräckande kemikalier, aktivera hormonsignalvägar och förbättra motståndet mot framtida attacker. Genom att förstå hur växter uppfattar rovdjur kan forskare få insikter i att utveckla strategier för hållbar växtskydd och förbättra växtskyddet.