Taimed saavad sageli kannatada murduvate okste, tugeva tuule või mööduvate loomade tõttu. Looduses jääb aga ellu see, kes suudab eristada mehaanilist vigastust ja elusa kahjuri rünnakut. Pelgalt lehekoe rebenemine suurt kaitsereaktsiooni kaasa ei too, sest taim parandab mehaanilised haavad vaikselt ära, vahendab ScienceAlert.

Olukord muutub täielikult siis, kui lehti närib näljane putukas. Kui hariliku aedoa (Phaseolus vulgaris) lehele satub rööviku sülg, hoiatab see taime lähenevast ohust. Kaitseks sünteesivad paljud kultuurtaimed kemikaale ja levitavad õhku kindlaid lenduvaid orgaanilisi ühendeid: nähtamatuid molekule, mis teavitavad ümbruskonda käimasolevast rünnakust.

See lõhnakokteil meelitab ligi putuktoidulisi röövherilasi. Appi tõttavad kiskjad asuvad kohe sihtmärke otsima ja püüavad kahjurid kiiresti kinni. Kuigi bioloogid tunnevad kogu seda keemilist ahelat juba pikemat aega, jäi sündmuste täpne molekulaarne n-ö käivitaja neile seni tabamatuks.

Ammuse mõistatuse lahendasid nüüd ära Washingtoni Ülikooli taimeimmunoloog Natalia Guayazán Palacios ja kolleegid. Nad tegid aedubadel kindlaks retseptori, mis tunneb eksimatult ära putukate süljes sisalduva intseptiini-nimelise peptiidi. See lühike aminohapetest koosnev ühend moodustub putuka seedekulglas ja jõuab taimeni mälumise käigus.

Guayazán Palaciosi sõnul kiirendab ühendi retseptori töölehakkamine ühest küljest kudede taastumist. Teisest küljest paneb see taimes tööle rohusööjatele mõeldud immuunraja. See rada toodabki herilasi kohale meelitavat lõhna. Töörühma kinnitusel aitavad taimedel ellu jääda just nende tuvastatud retseptorid.

Tulemuslik hädakisa

Bioloogid soovisid laboris avastatud seaduspärasusi proovile panna reaalsetes looduslikes tingimustes. Mehhikos Oaxaca osariigi põldudel jälgisid nad kahe aasta vältel tavaliste ja geneetiliselt muundatud aedubade toimetulekut. Nad kasvatasid kahte taimerühma külg külje kõrval ühesuguses keskkonnas, kus elas juba eos palju röövikuid.

Ühe katserühma moodustasid tavalised aedoad, mille intseptiini retseptorid töötasid tõrgeteta. Teise rühma taimedel lülitasid uurijad välja geeni, mis vastutab sülge tuvastavate retseptorite moodustumise eest. Tulemuste hindamiseks mõõtsid bioloogid, kui palju herilased taimi külastasid ja nende pealt kahjureid kätte said.

Aja jooksul ilmnesid rühmade vahel selged erinevused. Tasalülitatud geeniga aedoad ei suutnud kahjurite süljes leiduvaid ühendeid tuvastada. Teadlaste sõnul eritasid muundatud taimed kiskjatele suunatud lõhnasignaali asemel ainult tavalise murdunud varre aroomi. See jättis aga ringi lendavad kiskjad ükskõikseks.

Tervete retseptoritega aedoad reageerisid ohuolukorrale seevastu agaralt ja paiskasid õhku nn lõhna kujul appihüüdeid. Töörühma sõnul meelitasid tavalised oad kiskjaid ligi 40 protsenti suurema tõenäosusega kui nende muundatud liigikaaslased. Niisugune erinevus näitab, kuivõrd täpne on taimede ja kiskjate koostöö: ilma lõhnasignaalideta hukkuksid põllukultuurid näljaste vastsete lõugade vahel.

Tee kahjurikindlamate taimedeni

Kuigi uuring keskendus esialgu vaid harilikule aedoale, avardab uus teadmine arusaama looduse laiemast toimimisest. Maailma taimedel on aastatuhandete vältel välja kujunenud just neile omased retseptorikomplektid. Seetõttu märkavad eri taimeliigid just kohalike kahjurite rünnakuid ja kohandavad oma lõhnasignaalid sealsetele röövputukatele sobivaks.

Looduslikes ökosüsteemides aitab selline kolmepoolne suhtlus hoida taimetoiduliste putukate arvukust tasakaalus. Avastatud retseptorite täpsemal kaardistamisel on suur rakendusväärtus: teades kaitsereaktsiooni juhtivaid geene, saavad aretajad luua tugevama tervise ja vastupanuvõimega kultuursorte. Samuti aitab see töörühma sõnul vähendada vajadust kunstlike pestitsiidide järele.

Uuring ilmus ajakirjas Science Advances.