Химический след. Ученые выяснили, как жара заставляет деревья создавать ядовитый щит от вредителей

К такому выводу пришли биологи из Университета Юты по итогам трехлетнего полевого эксперимента. Ученые изучали реакцию осины *Populus tremuloides* и зафиксировали, как перенесенная засуха меняет химическую защиту молодых листьев в последующие сезоны. Одновременно с этим существенно изменился и состав микроскопических грибков, обитающих на поверхности кроны.

В последующие годы после искусственно созданного дефицита влаги листья деревьев содержали значительно больше салициноидных фенольных гликозидов. Соавтор исследования, доцент биологии Талия Карасов, пояснила, что эти соединения эффективно отпугивают насекомых и диких животных, питающихся растениями.

Осика дрожащая считается ключевым видом горных лесов американского Запада и официальным деревом штата Юта. В настоящее время эти лесные массивы стремительно приходят в упадок из-за нашествия вредителей, болезней, тушения пожаров и выпаса скота, в результате чего хвойные породы вытесняют лиственные насаждения. Все деревья в одной роще растут как клоны с общей корневой системой и являются полностью генетически идентичными.

Ученые пытаются остановить деградацию этих лесов, однако причины длительного истощения деревьев до сих пор были малоизученными. Талия Карасов отметила, что команда стремилась рассматривать засуху не как кратковременный острый стресс, а как событие, меняющее жизнь дерева надолго после того, как почва вновь насытится влагой. По ее словам, одних лишь условий засушливого года недостаточно для объяснения отсроченной гибели лесов, поэтому ученые искали устойчивый химический след в листьях.

Анализ выявил неожиданный баланс внутренней защиты. Уровень других веществ — конденсированных танинов, помогающих деревьям бороться с патогенными микробами, — у пострадавших от засухи растений, напротив, снизился. Биологи предполагают, что такая перестройка представляет собой прямую адаптацию дерева к новым, засушливым условиям.

Этот эффект сохраняется в течение последующих сезонов роста и определяет, насколько дерево будет уязвимо для вредителей в период восстановления. Уильям Андерегг подчеркнул, что защита от насекомых имеет решающее значение для выживания деревьев как в засушливые периоды, так и при нормальных погодных условиях, а данное исследование восполняет важный пробел в понимании защитных механизмов леса.

Для чистоты эксперимента ученые собрали корневища осин в пяти горных национальных лесах штатов Юта и Колорадо на высоте почти 2700 метров над уровнем моря. Все саженцы высадили на общем опытном участке в каньоне Ред-Бьютт, где деревья росли в одинаковых базовых условиях.

С 2021 по 2023 год биологи регулировали полив, имитируя различные уровни засухи. В конце августа листья собирали для лабораторных анализов на содержание защитных соединений.

Рост доли фенольных гликозидов заметно снизил повреждение крон вредителями. Даже небольшое увеличение содержания этих веществ сокращает поедание листьев травоядными на двадцать пять процентов.

Талия Карасов подчеркнула, что растение обладает колоссальными ресурсами. Ученая рассказала, что в сухих листьях доля этих защитных соединений может достигать невероятных двадцати процентов от общей массы, поэтому дерево тратит огромные силы на свой химический щит. При этом исследователи не обнаружили никаких свидетельств того, что усиленная защита замедлила физический рост самих стволов.