За результатами 40-річних досліджень науковці з Мічиганського державного університету у США з’ясували, що рослини виділяють ізопрен для захисту від комах.

З одного боку, це може призвести до створення нового натурального засобу від шкідників, однак ізопрен, разом з тим, посилює рівень забруднення повітря. Науковці з’ясували, що деякі рослини, що зазвичай не виробляють ізопрен, можуть почати це робити в екстремальних випадках.

Дослідники з Мічиганського університету під керівництвом професора Тома Шаркі вивчили реакції комах на ізопрен, які змушують їх уникати певних рослин. Зокрема, комахи, що їли листя таких рослин, відчували спазми через білки, які не перетравлюються. Ці білки також зупиняють подальше зростання личинок.

Ще одне дослідження виявило, що соєві боби також починають виділяти ізопрен у разі пошкодження листя. До цього вважалось, що сількогосподарські культури не можуть виділяти цей хімікат. Ця властивість може допомогти зробити рослини більш стійкими до спеки та шкідників.

Однак ізопрен є вуглеводнем, який погіршує забруднення повітря, особливо у місцях, де рівень забруднення і без того значний. Якщо ще сільськогосподарські культури почнуть виділяти цей хімікат, це значно збільшить рівень забрудення атмосфери.

За обсягами викидів в атмосферу ізопрен поступається лише метану. Ці органічні сполуки, потрапляючи до атмосфери, взаємодіють із сонячним світлом та оксидом азоту, що утворюється внаслідок спалювання вугілля та викидів вихлопних газів від транспорту. У поєднанні з оксидом азоту ізопрен утворює токсичну суміш з озону, аерозолів та інших шкідливих речовин. 

Далеко не всі рослини виробляють ізопрен, а ті, що виробляють, здебільшого роблять це у спекотну погоду. Ізопрен міститься у дубах, тополях, соснах та евкаліптах. При цьому збільшення обсягів виробництва ізопрену впливає на погіршення подальшого зростання рослин, оскільки замість використання його для подальшого росту та зберігання поживних речовин, рослини використовують його для захисту.

Сам по собі ізопрен не відлякує комах. Натомість він викликає збільшення жасмонової кислоти, молекули, яка знижує здатність комах перетравлювати білки та уповільнює їх зростання. Ще нещодавно науковці вважали, що такі культурні рослини, як соя та кукурудза, не здатні виробляти ізопрен, оскільки втратили цю властивість у процесі еволюції.

Однак у 2022 році дослідники виявили два неушкоджені гени ізопренсинтази у соєвих бобах. Шаркі вирішив провести експеримент, щоб з’ясувати, чи можуть екологічні стреси активувати сплячий ген ISPS. Для цього дослідники помістили затискачі на листя сої та пошкодили їх. Листя відреагували невеликим викидом ізопрену. 

Необхідні додаткові дослідження, щоб визначити, як ця здатність захищає соєві боби від стресових факторів, а також чи виробляється ізопрен в умовах екстремальної спеки. Шарки стурбований потенційним впливом соєвих бобів на атмосферу, якщо вони виробляють ізопрен під час дедалі частіших спекотних періодів.

Жувальні гумки забруднюють довкілля: виробники приховують вміст хімікатів, науковці б’ють на сполох

 Результати дослідження опубліковані у журналах Science Advances; PNAS 

Джерело: SciTechDaily