Napadené stromy si volají na pomoc ptáky a dravý hmyz

Chemické volání stromů o pomoc je tak účinné, že určuje složení hmyzího společenstva v korunovém patře lesa. Tyto znalosti by mohly v budoucnosti posloužit při přirozené ochraně proti škůdcům v zemědělství a lesnictví. Objev vědci publikovali v aktuálním čísle časopisu Ecology Letters. Ano, stromy umí mluvit. Ne však jako my pomocí zvuků, ale prostřednictvím vůní. Každý druh stromu vydává svou vlastní směs těkavých organických sloučenin.

Zvířata se naučila v průběhu evoluce tyto chemické látky rozeznat, a tak například listožravý hmyz podle nich hledá své hostitelské rostliny. Stromy však nejsou bezmocné a umí se účinně bránit. Například v listech housenkami produkují napadené hořké látky, které hmyz nechutnají. Zároveň uvolňují další chemické látky, aby varovaly i ostatní části rostlin. Tímto způsobem zároveň lákají i další zvířata - ptáky a dravý hmyz, kteří se také naučili rozumět chemickému jazyku stromů a přilétají k postiženým větvím, aby si pochutnali na listožravých škůdcích.

„Fakt, že rostliny mohou chemicky přitahovat parazitické vosy, dravé brouky a dokonce i ptáky při napadení škůdci, je známý už nějakou dobu. Kromě chemických látek, jež jsme studovali my, se na daný proces podílí třeba i změny v barvě listů, které predátoři dokážou zaznamenat,“ říká hlavní autor studie Martin Volf z Entomologického ústavu Biologického centra AV ČR.

Podle něj dosud nebyl tento obranný mechanismus testován v korunách vzrostlých stromů v reálném prostředí druhů pestrých lesních ekosystémů. „To nám umožňuje až kombinace výzkumných metod, kdy jsme sledovali chování hmyzu a predátorů v korunách stromů ve výšce 40 metrů na lipském výzkumném jeřábu a současně prováděli chemické analýzy rostlinných vůní pomocí metabolomiky,“ uvedl s tím, že metabolomika je obor, který analyzuje chemické látky. sloučenin vznikajících při buněčných procesech.

Ekologický pokus probíhal v nížinném lese v Lipsku na ploše 1,65 hektaru během zhruba jednoho měsíce v období rašení listů. Vědci vybrali osm statných dubů, do lokality umístili umělé housenky z plastelíny. Vybrané části stromů zároveň ošetřili postřikem methyl jasmonátu, což je rostlinný hormon, který spouští obranu stromu.

Poté sledovali celou kaskádu ekologických dějin – jak se změní chemické složení listů, jaké látky začnou vypouštět do ovzduší, jací predátoři na tyto signály zareagují a na housenky zaútočí a konečně se změní, jak se posléze změní množství a druhové složení hmyzu v korunách stromů. Útoky predátorů dokumentovali na umělých housenkách podle otisků zobáků nebo kusadel. V laboratoři pak nabídli zajištěné a neošetřené listy housenkám bekyně velkohlavé (Lymantria dispar), aby ověřili, zda housenkám skutečně nechutnají.

Vědci potvrdili, že predátoři, jako jsou ptáci, parazitické vosy, draví brouci či, navštěvovali experimentálně sledované větve častěji než neošetřené. Na dubech tak výrazně ubyl počet listožravých housenek. Nejčastějšími útočníky byl dravý hmyz. V laboratorních podmínkách se housenky bekyně vyhýbají, sledují hmyzím listům, což že stromy navíc produkují i ​​látky, které odpuzují býložravý.

Studie ukázala, že chemická obrana stromů vyvolaná v reakci na poškození je jedním z významných mechanismů, které určují, jak bude vypadat druhové složení hmyzu v korunách stromů. Zároveň výsledky odhalují komplexnost a vzájemnou provázanost ekologických procesů mezi rostlinami a zvířaty. Studie je také vynikajícím příkladem úspěšného mezioborového výzkumu, protože spojuje velmi odlišné vědecké oblasti od ekologie, entomologie, rostlinné fyziologie po analytické chemii.

Na výzkumu se riskují kromě českých vědců také výzkumníci z Německého centra pro integrativní výzkum biodiverzity iDiv (German Center for Integrative Biodiversity Research), z Univerzity v Jeně a Univerzity v Lipsku. „Nová zjištění nám mohou pomoci najít alternativní, přirozené strategie pro ochranu proti škůdcům v zemědělství a lesnictví, a tím i snížit množství pesticidů,“ prozradila další z autorek studie Nicole van Dam, vedoucí výzkumné skupiny z institutu iDiv a Univerzity v Jeně.

(hyš-dn)
redakce@prirodatv.cz
Foto: Biologické Centrum AV ČR