Ученые давно пытаются объяснить, почему одни виды растений страдают от повреждения листьев сильнее, чем другие. Долгое время считалось, что виды, использующие стратегию накопления ресурсов, больше страдают от поедания листьев травоядными животными, а виды, адаптированные к среде с богатыми ресурсами, в целом подвергаются большему давлению со стороны травоядных.
Однако эмпирических данных, подтверждающих эти предположения, не хватало. Исследователи изучили степень повреждения листьев травоядными, 11 функциональных характеристик листьев, видовое разнообразие насекомых и климатические факторы на 61 древесном растении в пяти различных лесных массивах Китая.
«Результаты оказались далеки от того, что мы ожидали. Виды с более жесткими листьями на самом деле подвергались большему риску поедания, — говорит первый автор исследования Лунсинь Лу из Южно-Китайского ботанического сада. — Это говорит о том, что между растениями и насекомыми идет постоянная гонка вооружений, в ходе которой насекомые эволюционировали и обзавелись более мощными челюстями, чтобы преодолевать такую механическую защиту».
Напротив, растения с более высоким содержанием кремния в листьях пострадали значительно меньше. По всей видимости, защита на основе кремния не зависит от углеродного баланса листьев.
«Удивительно, но виды с более высокой устойчивостью к жаре сильнее страдали от травоядных, — говорит автор исследования доктор Хуэй Лю. — Крепкие, высокопродуктивные растения более привлекательны для травоядных. Вечнозеленые растения страдали от более серьезных повреждений листьев, чем листопадные».
В масштабах окружающей среды растения, произрастающие в более жарких и влажных лесах с большим разнообразием насекомых, подвергались большему воздействию травоядных. Тем не менее при совокупном анализе всех факторов функциональные особенности листьев объясняли различия в травоядном воздействии лучше, чем факторы окружающей среды.
По мере повышения глобальной температуры и изменения режима выпадения осадков понимание факторов, влияющих на поедание листьев, становится критически важным для прогнозирования состояния лесов. Исследователи отмечают, что традиционные подходы к защите растений следует дополнить стратегиями защиты на основе кремния и механизмами устойчивости к абиотическому стрессу.
«Крайне важно учитывать множество внутренних и внешних факторов, — добавил доктор Хуэй Лю. — Наше исследование дает основу для прогнозирования численности травоядных животных при различных климатических сценариях в будущем».
Исследование было опубликовано в журнале Plant Diversity.
