Растения научились приручать шмелей никотином

Многие цветущие растения защищаются от травоядных животных различными неприятными на вкус или токсичными веществами, такими как терпены, фенолы, алкалоиды и другие. Одним из них служит никотин. 

Эти вещества, хотя и в более низких, чем в стеблях и листьях, концентрациях, часто встречаются в пыльце и нектаре. О том, почему они не отпугивают насекомых-опылителей, известно недостаточно. 

В поисках ответа на этот вопрос сотрудники Лондонского университета королевы Марии и Лондонского университетского колледжа в контролируемых лабораторных условиях предложили 60 шмелям импровизированные искусственные цветы с 30-процентным раствором глюкозы. При этом цветы одной окраски содержали чистый сладкий раствор, а другой - с примесью различных концентраций никотина: две в пределах естественных значений (1 и 2,5 миллионных части) и одну повышенную (50 миллионных частей). Для каждого шмеля зарегистрировали 100 последовательных выборов цветка.

Выяснилось, что минимальная концентрация никотина привлекает насекомых, максимальная отталкивает, а средняя не влияет на предпочтения. 

На второй стадии эксперимента такому же числу шмелей предлагали аналогичные типы искусственных цветов, а также «пустышки», содержащие вместо сахара воду.

Содержание в растворе никотина дозозависимо стимулировало ассоциативное обучение насекомых, которые быстро начинали предпочитать цветы с его наличием. Наиболее выраженным такой эффект оказался при концентрации алкалоида в 2,5 миллионных части. 

После этого учёные поменяли окраску цветов с сахарозой (на этот раз без никотина) и «пустышек». Через некоторое время шмели приобрели новые навыки, научившись выбирать цветы с пищей. Однако те насекомые, которые перед этим сталкивались с никотиновым раствором, отучались от цветов привычной окраски значительно дольше остальных, демонстрируя определённую приверженность к алкалоиду. Этот эффект был наиболее сильным при максимальной концентрации никотина. 

Учитывая подобное действие никотина, учёные предположили, что никотин может действовать на шмелей как психоактивное вещество, модулируя активность никотиновых ацетилхолиновых рецепторов в их мозге и формируя пристрастие к определённому виду растений. Это, в свою очередь, указывает на широкие возможности коэволюции насекомых-опылителей и растений-медоносов, пишут авторы работы.

По мнению исследователей, никотин, скорее всего, является далеко не единственным психоактивным для насекомых ингредиентом цветочного нектара - не исключено, что подобными свойствами обладают сотни различных растительных веществ. 

Кроме того, учёным удалось продемонстрировать способность этих насекомых к взаимному обучению, которое позволило им вытаскивать приманку с помощью верёвочки и передвигать шар. 

В ходе предыдущих работ тот же научный коллектив показал, что пестициды класса неоникотиноидов нарушают пространственную память шмелей, заставляя их забывать, какие цветы они уже посетили.