Канадський золотарник, на який напали комахи-шкідники, попереджає своїх сусідів про небезпеку за допомогою летючих органічних речовин, але робить це по-різному залежно від ситуації, повідомляється в. Якщо ж до цього рослину обробляли інсектицидом, вона повідомляє про небезпеку тільки своїм клонам.
Відомо, що рослини передають одна одній інформацію за допомогою летючих органічних речовин. При появі поїдаючих їх комах рослини можуть змінювати склад суміші органічних речовин, що випускаються, і таким чином відганяти шкідників. За допомогою хімічних речовин рослина передає інформацію між віддаленими частинами самого себе і приваблює запилювачів або розповсюджувачів насіння. Якщо якась рослина попереджає сусідів про наближення травоїдного, ті можуть вчасно від неї захиститися. Однак незрозуміло, яку вигоду від цього отримує попередила інших рослина.
Екологи і біологи під керівництвом Андре Кесслера (Andre Kessler) з Корнеллського університету припустили, що рослина може передавати інформацію про небезпеку тільки своїм нащадкам або клонам, тим самим допомагаючи їм вижити. У цьому випадку сигнали повинні бути специфічні для певного генотипу, а іншим рослинам повинно бути складно їх «перехопити». За іншою гіпотезою, рослина сигналізує про небезпеку всім сусідам, незалежно від їхньої спорідненості, і ці сигнали допомагають їм спільно пережити напад.
Автори перевіряли обидві гіпотези за допомогою рослин канадського золотарника () - багаторічної трав'янистої рослини, ендеміка Північної Америки, і його шкідників - личинок жука з сімейства листоїдів (, підсемейства козявок ().
Дослідники використовували рослини золотарника, які з 1996 по 2008 роки вирощували на 12 досвідчених полях. Половину цих ділянок обприскували інсектицидом, що захищає рослини від комах-шкідників (група, на яку не нападали комахи, H-), іншу половину нічим не обробляли (група, що зазнавала атак шкідників, H +). У 2008 році вчені зібрали по 16 рослин з кожного з 12 полів (всього 192 рослини) і створили клональну бібліотеку для кожного з них.
Потім автори випадково вибрали з бібліотеки рослини з груп Н + і H- (30 і 34 генотипи, відповідно), і висадили по кілька рослин одного генотипу. Кожне з них вирощували в окремому горщику, а потім горщики збирали в групи. Вони складалися з одного золотарника, що випускав летючі органічні речовини, і 1-4 рослин, які приймали сигнали. У рослин у групі могли бути як різні, так і однакові генотипи (вони були клонами).
Всього дослідники сформували 45 і 46 груп рослин H- і H +, відповідно. На 27 і 30 золотарників-випускачів з цих груп садили личинок і залишали їх, поки ті не занурювалися. Ці рослини накривали тканиною, щоб на них не потрапили інші комахи-шкідники. Рослини-випусники з груп H- і H +, що залишилися, використовували як контроль. Особи, які брали комунікативні сигнали, ніяк не захищали, тому вони зазнавали атак різних шкідників. Після закінчення експерименту дослідники рахували відсоток пошкоджених листя на кожній рослині.
Щоб подивитися, як змінюється склад летючих органічних речовин у рослин, залежно від умов, автори вирощували золотарник із захищеної і незахищеної від комах груп (10 і дев'ять генотипів, відповідно), і ділили їх на експериментальну і контрольну групи. На рослини з експериментальної групи садили личинок, рослини в контрольній групі залишали без шкідників. Після того, як личинки окукливалися, з усіх золотарників збирали летючі речовини.
У результаті виявилося, що рослини, які постраждали від шкідників, попереджали своїх сусідів незалежно від генотипу і більш ефективно, ніж золотарники з контрольної групи. Комахи-шкідники поїдали або псували менше листя у сусідніх з ними особин (p < 0.001). Захиститися від травоїдних допомагав і однаковий генотип: комахи рідше поїдали рослини-клони, що приймали сигнали (p < 0.001).
Вчені з'ясували, що золотарники з групи H + (які не обробляли інсектицидом і які їли комахи-шкідники) передавали сигнали як своїм клонам, так і не родинним рослинам. А золотарники, які захищав інсектицид, повідомляли про небезпеку тільки своїм клонам. На думку авторів, у рослин до і після обробки інсектицидами по-різному відбувався відбір комунікативних сигналів, які вони передавали оточуючим.
Склад летючих органічних речовин, які випускали пошкоджені та неушкоджені рослини з груп Н + і Н- теж виявився різним. Змінилася кількість і склад сесквітерпенів. Деякі рослини захищаються за допомогою цих речовин, а комахи використовують як феромони. Золотарники з групи H + (генотип не піддавався дії інсектициду) виділяли більші кількості п'яти сесквітерпенів, а у рослин з групи Н- їх кількість не збільшувалася.
Автори вважають, що комахи-шкідники відіграють роль в еволюції комунікативних сигналів, якими обмінюються рослини. Як і в тваринному царстві, рослинам вигідно попереджати сусідів про небезпеку, незважаючи на енергетичні витрати і можливу конкуренцію з боку сусідів. Така поведінка, ймовірно, дозволяє рослинам пристосуватися до ситуації.
Кілька років тому ботаніки описали раніше невідомий спосіб захисту пустельних рослин від травоїдних. Рослини виробляють клейкий секрет, який покриває поверхню стебля, черешків і листя рослин. На нього налипає піднятий вітром пісок, що створює ефект наждачного паперу для зубів тварин.