Kasvit käyttävät kauan ennen nikotiinin hengittämistä savukkeista puolustautuakseen eläimiltä. Muista, että nikotiini on myrkyllinen kemikaali ja voi olla tappava joillekin olennoille. Sen vaikutus tapahtuu lihaksissa ja suurten määrien nauttiminen voi aiheuttaa halvauksen ja seurauksena kuoleman.

Mutta niin ei tapahdu yllä olevassa kuvassa näkyvällä toukkalla. Mielenkiintoista on, että tämä laji ( Manduca kuudesosa ) on erikoistunut ruokintaan tupakanlehdillä, koska sen ruumiin sietää nikotiiniannoksia, jotka voivat helposti tappaa muut eläimet. Toukka heittää suuren osan aineesta, mutta vartaloonsa jätettyä osaa käytetään puolustusmekanismina.

Pavan Kumar ja hänen kollegansa Max Planckin kemiallisessa ekologisessa instituutissa Saksassa havaitsivat, että hyönteiset hengittävät ainetta huokosiensa kautta ja luovat ympärilleen myrkyllisen pilven, joka riittää torjumaan potentiaaliset saalistajat. Tutkijat kutsuivat tätä ilmiötä "puolustavaksi halitoosiksi".

Tieteellinen selitys

Yritä hyökätä hämähäkkiin toukolla, jonka ympärillä on nikotiinipilvi. Kuvalähde: Jäljentäminen / National Geographic

Näiden johtopäätösten saavuttamiseksi Kumar-ryhmä aloitti tämän toukkalajin kasvattamisen vuonna 2010. Ruokittamalla hyönteisiä muuntogeenisellä tupakalla vähentyneelle nikotiinimäärälle, tutkijat huomauttivat, että yksi toukkien geeneistä (joka menee nimellä CYP6B46) oli vähemmän aktiivinen kuin muissa hyönteisissä, mikä viittaa siihen, että sen päätehtävänä olisi vastustaa nikotiinin vaikutuksia.

Tutkimuksen toinen vaihe oli tupakan muuttaminen siten, että se voisi poistaa geenin kasveista ruokkuneiden toukkien organismista ja vapauttaa ne sitten luonnossa. Pian sen jälkeen tutkijat huomasivat näiden hyönteisten kuolleen yön yli. Kuolemansyynä todettiin olevan suden hämähäkkejä - saalistajia, jotka eivät aiheuttaneet vaaraa muuttumattomasta tupakasta ruokkaneille toukkaille. Hyönteisistä, joiden CYP6B46-geeni oli sammutettu, tuli kuitenkin susi-hämähäkkien helppo saalista.

Yksityiskohtaisempi analyysi osoitti, että toukkien rungossa ja ulosteessa ei ollut nikotiinijäämiä, minkä seurauksena tutkijat huomauttivat, että CYP6B46-geenin tehtävänä oli ohjata nikotiini mahasta hemolymfiin - nesteeseen, jolla on sama veren toiminta. Sieltä hyönteiset vapauttivat myrkyllisen aineen spiraaliensa kautta, jotka ovat pieniä aukkoja, joilla on hengityselimiä.

Kaikesta nikotiinista, jota tämä toukkalaji kuluttaa, vain 0, 65% menee hemolymfiin. Vaikka se olisi pieni määrä, tämä pitoisuus on riittävä nelinkertaistamaan ympäröivän ilman aineen määrä ja torjumaan haitalliset hyönteiset.

Yleinen ilmiö

Kuvalähde: Jäljentäminen / National Geographic

On huomionarvoista, että tätä ilmiötä ei tapahdu yksinomaan tupakkaa syöville toville. Eläinkunnassa muiden olentojen tiedetään hyödyntävän nieltyjä aineita puolustusmekanismina, kuten Malacosoma americanum, toinen toukka-laji, joka kuljettaa suuria määriä syaanivetyä ja käyttää ainetta päästäkseen eroon muurahaisia.

Tutkijoita lyö se, että nikotiini on todella liian myrkyllistä varastointia varten. Siitä huolimatta, he uskovat, että aine palvelee muita toukkien petoeläimiä, lukuun ottamatta leijona-muurahaisia ​​ja suurisilmäisiä hyönteisiä. Kumar ja hänen tiiminsä eivät edelleenkään pysty selittämään, kuinka nämä eläimet kykenevät vangitsemaan toukon eikä kärsimään nikotiinin vaikutuksista.

Oppiaihe meille on se, että mikä ei tapa tupakan toukkia, vahvistaa edelleen lajeja.