צמחים עלולים לגרום ל"תסמונת המעי הדולפת" - חדירות של רירית המעי - אצל חרקים כחלק מאסטרטגיה רב-כיוונית להגנה על עצמם מפני אכילה, על פי חוקרים מ-Penn State. על ידי שיפור ההבנה שלנו לגבי הגנות צמחים, הממצאים יכולים לתרום לפיתוח שיטות הדברה חדשות.
"מצאנו ששילוב של הגנות פיזיקליות וכימיות בצמחי תירס יכול לשבש את מחסומי המעיים המגנים של תולעי צבא סתיו, וליצור הזדמנויות לחיידקי המעי לפלוש לחלל הגוף שלהם", אמר צ'ארלס מייסון, חוקר פוסט-דוקטורט באנטומולוגיה."זה יכול לגרום ספטיסמיה, שיכולה להרוג את החרק, או פשוט לעורר תגובה חיסונית, שיכולה להחליש את החרק."
החוקרים גידלו תולעי סתיו במעבדה וחיסנו אותן באחד משלושה סוגים של חיידקי מעיים טבעיים. הם האכילו את החרקים באחד משלושה סוגי תירס - כזה שידוע כמביע אנזימים המייצרים נקבים בבטנות המעי של חרקים; כזה שמאופיין בטריכומות מוארכות רבות, או שערות עדינות המופיעות על פני הצמח ועוזרות בהגנה מפני אוכלי עשב; ואחד שיש לו רק כמה טריכומות קצרות. הצוות השתמש במיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת כדי להעריך את ההשפעות של סוגי החיידקים והתירס השונים על שלמות ריפודי המעיים של תולעי הצבא של הסתיו.
המדענים גילו שהנוכחות של כל שלושת סוגי חיידקי המעי הפחיתה את יכולתם של זחלי תולעי צבא שלכת לפגוע בצמחי תירס, במיוחד כאשר הגנות אחרות - כמו טריכומות מוארכות ואנזימים, שניהם יכולים לחורר את ריפודי המעי - נכחו.עם זאת, מיני חיידקי המעי היו שונים במידה שבה החלישו את החרקים. התוצאות יופיעו בגיליון 22 ביולי של Proceedings of the National Academy of Sciences.
"התוצאות שלנו חושפות מנגנון שבאמצעותו כמה צמחים משתמשים במיקרוביוטת המעיים של חרקים נגדם בשיתוף פעולה עם ההגנות שלהם", אמר מייסון.
גארי פלטון, פרופסור וראש המחלקה לאנטומולוגיה, ציין שלתוצאות צריכות להיות משמעות רחבה להבנת התפקוד האקולוגי של הגנת הצמח.
"בהקשר של המחקר שלנו, הגנות צמחיות שונות, כגון טריכומות עלים ואנזימי צמחים, כולן דורשות חיידקי מעיים מסוימים להגנה האופטימלית שלהם מפני אוכלי עשב", אמר. "התוצאות שלנו מנבאות שהשונות ביעילות של הגנות צמחים בטבע עשויה להיות, במידה רבה, בשל השונות שנצפתה בקהילות המיקרוביאליות של מעי חרקים."
הצוות אמר שהתוצאות יכולות לסייע בפיתוח גידולים עמידים בפני חרקים.
"זה עשוי להיות יתרון 'לערום' הגנות צמחים המכוונות למעי החרק כדי ליצור 'מעי דולף' שחושף את החרק להתקפות מיקרוביאליות על מערכת החיסון שלהם", אמר מייסון.
הקרן האמריקאית לחקלאות והקרן הלאומית למדע תמכה במחקר זה.
