Виноградная лоза страсти, цветочный источник маракуйи, почти неуязвима насекомым: Каждый раз, когда каждый начинает жевать на его листьях, растение выпускает смертельный газ цианида. Но в проблеме этой недели Природы, экологи сообщают, что личинки одной бабочки развили способы разоружить растение, возможно даже с помощью химических предшественников цианида в качестве еды. Исследователи надеются, что открытие приведет к новым способам сделать некоторые ядовитые растения более безопасными для потребления животных и человека.Более чем 3 000 видов растений производят цианы, составы, преобразовывающиеся в цианид специализированными ферментами, также произведенными растением.
Эта реакция обычно имеет место в пищеварительном тракте травоядного животного, говорит Хелене Энглер, химический эколог в университете Техаса, Остина. Среди растений миндаль, лимские бобы и кассава, крахмалистый корень, предоставляющий основному источнику калорий для людей, живущих в тропических зонах, таких как Африка к югу от Сахары.
Со сбалансированным рационом орган может нейтрализовать небольшие количества цианида; но когда определенным протеинам недостает, потребление кассавы при определенных проблемах со здоровьем причин, таких как зобы и слепота.Вот почему Энглер и ее коллеги хотели узнать, как личинки Heliconius sara, ярко цветная бабочка Южных и центральноамериканских дождевых лесов, могли соблюдать строгую диету листьев виноградной лозы страсти, даже при том, что газ цианида водорода растения душит дыхание других насекомых.Для обнаружения Энглер и ее коллеги извлекли цианы из растений и недавно появились бабочки и определили их химические структуры с помощью ядерного магнитного резонанса и массовой спектроскопии.
У бабочек они нашли циан растения, нитрил которого (CN-) группа была заменена тиолом (SH-) группа – превентивный удар, предотвращающий выпуск цианида. Энглер подозревает, что бабочки могут использовать нитриловую группу для ели их собственное оснащение врачебного кабинета – они, как известно, производят химически различный класс собственных цианов – или они могут использовать ценный азот для своего роста. Если исследователи могут идентифицировать ферменты, добивающиеся цели, возможно те могут быть встроены в человеческое продовольствие для создания их менее токсичными, добавляет она.Способность личинок предотвратить производство цианида «уникальна», говорит Дэвид Джонс, химический эколог в университете Флориды, Гейнсвилла.
Но Джонс скептически относится к планам разоружить цианогеновые растения через биотехнологию, потому что она оставила бы растения ранимыми вредителям. «При удалении цианогенового потенциала растения он открывает его до травоядных животных всех типов», говорит он.