Тайная химическая война в недрах еловой коры
Короед ворует химический щит ели для самозащиты. Но патогенный гриб научился обезвреживать это оружие. Исследование раскрывает цепь удивительных превращений защитных веществ в войне дерева, жука и гриба.
В стволах хвойных лесов разворачивается невидимая, но ожесточенная химическая война. Ели защищаются от вредителей и патогенов, вырабатывая в коре целый арсенал фенольных соединений. Однако, как выяснили ученые, эти защитные вещества не остаются на месте, а вовлекаются в сложную цепь превращений, переходя от деревьев к насекомым и далее – к их врагам.
Химический щит дерева становится оружием жука
Объектом исследования стал короед-типограф (Ips typographus) – главный вредитель елей в Евразии. Питаясь лубом (флоэмой), жук поглощает содержащиеся там защитные гликозиды (стильбены и флавоноиды). Долгое время считалось, что эти соединения просто выводятся из организма насекомого. Но команда ученых, используя масс-спектрометрию и ядерный магнитный резонанс, обнаружила удивительный факт:
в организме жука происходит целенаправленная химическая модификация.
Короед отщепляет от молекул дерева сахарные группы, превращая гликозиды в агликоны. Эти новые вещества обладают гораздо более мощным антимикробным действием. «Мы не ожидали, что жуки способны так целенаправленно преобразовывать защитные соединения ели в более токсичные производные», – отмечает ведущий автор работы Руо Сан. Таким образом, жук крадет химическое оружие у дерева и «затачивает» его для своей собственной защиты, в основном от патогенных грибов.
Гриб-патоген контратакует
Однако у природы всегда найдется контрход. Ученые исследовали гриб Beauveria bassiana, который, несмотря на известность как инсектицид, обычно малоэффективен против короедов. Но некоторые его штаммы всё же способны заражать и убивать жуков. Анализ показал, что успешные штаммы обладают уникальным двухэтапным механизмом детоксикации.
Сначала гриб снова присоединяет сахар к токсичному агликону жука (гликозилирование), а затем добавляет метильную группу (метилирование). Получающееся соединение – метилгликозид – уже безвредно для гриба. Более того, оно устойчиво к ферментам жука, который не может снова превратить его в опасную форму. Это химическое «обезвреживание» оружия жука является ключом к успешному заражению, особенно тех особей, что питались на деревьях с высоким содержанием фенолов.
Генетическое подтверждение и перспективы
Чтобы окончательно подтвердить важность этого пути, ученые «выключили» гены, ответственные за метилгликозилирование, в геноме гриба. Модифицированные штаммы практически утратили способность заражать короедов, что доказывает критическую роль именно этого механизма детоксикации.
Исследование наглядно показывает, как защитные химикаты могут многократно менять форму, переходя по пищевой цепи: от растения к насекомому и далее к его патогену.
«Короед присваивает защитные соединения дерева для борьбы со своими врагами. Но поскольку один из этих врагов, гриб, развил способность обезвреживать эту защиту, он успешно заражает жуков и, по сути, помогает дереву в его битве с короедом», – резюмирует руководитель исследования Джонатан Гершензон.
Полученные знания открывают путь к улучшению биологических методов контроля вредителей. Целенаправленный отбор штаммов Beauveria bassiana, наиболее эффективно нейтрализующих химическую защиту жуков, может повысить эффективность борьбы с типографом.
Кроме того, работа подчеркивает важность изучения возможной устойчивости вредителей к применяемым биопрепаратам. В планах ученых – изучить, насколько распространен открытый путь детоксикации среди других штаммов гриба и иных патогенов короедов, что приблизит нас к пониманию всей сложности этой скрытой химической войны.
Создано: 08.01.2026 10:11:11