Химическая война в лесу: как грибы помогают елям бороться с короедами

В лесных экосистемах разворачивается настоящая химическая война, участниками которой стали ели, жуки-короеды и микроскопические грибы. Еловая кора богата фенольными соединениями, которые служат дереву естественной защитой от патогенов. Однако короед-типограф, известный вредитель лесов, научился не только противостоять этому оружию, но и обращать его в свою пользу.

Исследователи из Института химической экологии Макса Планка выяснили, что жуки, поедая кору, поглощают защитные вещества дерева. Внутри организма насекомого эти соединения преобразуются в еще более токсичные формы – агликоны, которые эффективно защищают уже самого жука от враждебных микроорганизмов. «Мы не ожидали, что жуки способны так целенаправленно превращать защитные вещества ели в более ядовитые производные», – отмечает ведущий автор исследования Жуо Сунь.

Однако в этой эволюционной гонке вооружений появился третий игрок – грибок Beauveria bassiana. Ученые обнаружили штаммы этого гриба, способные успешно заражать и убивать короедов, несмотря на их мощную химическую защиту. Оказалось, что грибок разработал собственный двухэтапный механизм детоксикации. Сначала он нейтрализует токсины жука, снова присоединяя к ним молекулу сахара, а затем «запечатывает» их метильной группой. Получившиеся соединения для гриба безвредны.

Эксперименты подтвердили эту гипотезу: когда у грибка генетически «отключили» способность к детоксикации, его эффективность в заражении короедов резко снизилась. Таким образом, грибок, обезвреживая защиту жука, не только обеспечивает собственное выживание, но и косвенно помогает ели в борьбе с вредителем. Эта сложная взаимосвязь демонстрирует, как защитные соединения могут многократно трансформироваться в пищевой цепи, влияя на баланс сил в экосистеме.

Данное открытие имеет важное практическое значение. Понимание механизмов устойчивости открывает путь к созданию более эффективных биологических пестицидов на основе грибка Beauveria bassiana. «Теперь, когда мы знаем, какие штаммы гриба устойчивы к фенольным соединениям короеда, мы можем использовать их для более действенной борьбы с вредителями», – подчеркивает Жуо Сунь. Новые данные помогут в разработке стратегий защиты лесов, учитывающих сложные биохимические взаимодействия между видами.