Влияние дефолиации на способность к отрастанию и метаболический профиль побегов Plantago lanceolata L

После повреждения и потери листьев растения должны распределять ресурсы так, чтобы максимизировать свою приспособленность; это может приводить к компромиссам между вложениями в физиологические и химические признаки. Способность растений к отрастанию во многом зависит от типа и тяжести дефолиации. В настоящем исследовании всесторонне изучали фенотипическую пластичность Plantago lanceolata L. в ответ на различные виды дефолиации, измеряя ряд признаков. Этот травянистый вид произрастает на рудеральных участках и в течение вегетационного сезона обычно неоднократно теряет значительную часть биомассы побегов из-за скашивания и/или поедания животными. Чтобы изучить влияние разных видов дефолиации на распределение ресурсов и индукцию защитных реакций, растения подвергали повторному механическому срезанию побегов или повреждению гусеницами многоядного вида Grammia incorrupta (Lepidoptera). Помимо отрастания и физиологических характеристик листьев — содержания воды, удельной площади листа и соотношения углерода и азота — с помощью метаболомного профилирования анализировали первичные и вторичные метаболиты в листьях методом газовой хроматографии с масс-спектрометрией. Разные виды дефолиации существенно влияли на способность растений к отрастанию; также наблюдались аддитивные изменения физиологических характеристик листьев. В ответ на дефолиацию растения после срезания и повреждения гусеницами снижали содержание главным образом первичных метаболитов, содержащих углерод, таких как сорбитол и глюкоза. Это позволяет предположить, что оба типа повреждения сходным образом ограничивали способность к фиксации углерода. Однако защитные соединения растения вырабатывали только в ответ на поедание гусеницами, но не после срезания, что указывает на важность специфических для типа повреждения реакций даже при существенном дефиците ресурсов. В целом различия в реакции на срезание и поедание животными могут отражать ограничения в распределении ресурсов и/или адаптивную пластичность.