Jak se tropické stromy brání před hmyzími herbivory

Na snímku: Vybrané druhy housenek živící se novoguinejskými fíkovníky.

Býložravý (herbivorní) hmyz a cévnaté rostliny patří mezi druhově nejbohatší skupiny organismů. Za svou velkou rozmanitost vděčí především svým vzájemným interakcím. Tlak ze strany druhově bohatých společenstev hmyzu vedl k „závodům ve zbrojení“ a postupné eskalaci rostlinné obrany, která se během evoluce stávala toxičtější. V rámci našeho výzkumu jsme se zaměřili na studium společenstev housenek a obranných vlastností 21 druhů fíkusů v nížinném tropickém lese na Papuy Nové Guineji. Naše výsledky ukazují, že společenstva specializovaných a nespecializovaných herbivorů reagují na obranné vlastnosti, které se vyvíjely různým způsobem. Nespecializovaní herbivoři vyhledávali rostliny s nižší aktivitou toxických látek, jejichž produkce během evoluce fíkusů eskalovala. To ilustruje, jak eskalující formy obrany mohou efektivně odpuzovat nespecializované a nepřizpůsobené herbivory. Na druhou stranu vysoce specializované můry rodu Asota využívaly především druhy fíkusů, které se vyznačovaly vysokým obsahem alkaloidů. Tyto výrazně a aposematicky zbarvené můry jsou pravděpodobně schopné rostlinné alkaloidy ukládat do svých tkání a využívat k obraně před predátory. To ukazuje, jak mohou být i vysoce toxické formy rostlinné obrany překonány a využity silně specializovanými a adaptovanými herbivory. Ve výsledku tak byla většina specializovaných herbivory ovlivněna spíše obrannými vlastnostmi, které se mezi příbuznými druhy fíkusů nápadně lišily. Tyto nenáhodné rozdíly v obraných vlastnostech mezi blízce příbuznými hostiteli jim mohou pomoci uniknout herbivorii ze strany specializovaného hmyzu, který jinak vyhledává hostitele s podobnými obrannými mechanismy. Naše výsledky ukazují, že zatímco některé obranné vlastnosti rostlin mohou eskalovat, jiné se mezi příbuznými hostiteli rozrůzňují. Výsledkem je dynamický systém, který poskytuje rostlinám ochranu pře širokou škálou herbivorů.

Publikace:

Volf M., Segar S.T., Miller S.E., Isua B., Sisol M., Aubona G., Šimek P., Moos M., Laitila J., Kim J., Zima J., Rota J., Weiblen G.D., Wossa S., Salminen J.-P., Basset Y.F., Novotný V. (2018) Community structure of insect herbivores is driven by conservatism, escalation and divergence of defensive traits in Ficus. Ecology Letters 21: 83–92. DOI: 10.1111/ele.12875. [IF₂₀₁₆₌9,449]

Segar S.T., Volf M., Isua B., Sisol M., Redmond C.M., Rosati M., Gewa B., Molem K., Dahl C.N., Holloway J., Basset Y.F., Miller S., Weiblen G., Salminen J.-P., Novotný V. (2017) Variably hungry caterpillars: predictive models and foliar chemistry suggest how to eat a rainforest. Proceedings of the Royal Society B 284: article number 20171803. DOI: 10.1098/rspb.2017.1803. [IF₂₀₁₆₌4,940]