Введение
Род паразитических растений
Кускута (/kʌsˈkjuːtə/), широко известная как повилика или амарабель, – это род, включающий более 201 вида желтых, оранжевых или красных (редко зеленых) паразитических растений. Ранее рассматриваемая как единственный род в семействе Cuscutaceae, в настоящее время она признана принадлежащей к семейству вьюнковых (Convolvulaceae) на основании исследований группы филогении цветковых растений. Род встречается в умеренных и тропических регионах по всему миру, с наибольшим видовым разнообразием в субтропических и тропических областях; в прохладных умеренных климатах род встречается редко, и только четыре вида произрастают в Северной Европе. К народным названиям относятся: удушье, повитель, ожог, нищенка, кружева девы, огненница, сеть волшебника, кишки дьявола, волосы дьявола, кольцо дьявола, золотая нить, травяной ожог, волосатая трава, адская лоза, лоза любви, притягивающаяся лоза, ангельские волосы и волосы ведьмы. Цветки повиликки варьируются в цвете от белого до розового, от желтого до кремового. Некоторые цветут в начале лета, другие – позже, в зависимости от вида. Семена очень мелкие и производятся в большом количестве. Они имеют твердую оболочку и обычно могут сохранять жизнеспособность в почве в течение 5–10 лет, а иногда и дольше. Семена повиликки прорастают на поверхности или вблизи поверхности почвы. Хотя прорастание повиликки может происходить и без хозяина, ей необходимо быстро достичь зеленого растения, и она приспособлена к росту в направлении близлежащих растений, ориентируясь по химическим сигналам. Если растение не достигнуто в течение 5–10 дней после прорастания, сеянец повиликки погибает. До того, как повилика достигнет растения-хозяина, она, как и другие растения, полагается на запасы питательных веществ в зародыше; семядоли, хотя и присутствуют, находятся в зачаточном состоянии.
Паразитизм
После того как повилика прикрепляется к растению, она обвивается вокруг него. Если в растении-хозяине содержатся питательные вещества, полезные для повилики, она образует гаустории, которые внедряются в сосудистую систему хозяина. Рудиментарный корень повилики в почве затем отмирает. Повилика может расти и прикрепляться к нескольким растениям. В тропических регионах она может расти более или менее непрерывно и подниматься высоко в кроны кустарников и деревьев; в холодных умеренных регионах это однолетнее растение, ограниченное относительно невысокой растительностью, до которой могут дотянуться новые сеянцы каждую весну. Повилика паразитирует на очень широком спектре растений, включая многие сельскохозяйственные и садовые культуры, такие как люцерна, леспедеза, лен, клевер, картофель, хризантема, георгина, гелениум, кампсис, плющ и петуния. Она является эктопаразитом и классифицируется как голопаразитическое растение, то есть растение, не способное к фотосинтезу и полностью зависящее от хозяина. Степень поражения зависит от вида повилики и вида растения-хозяина, времени заражения и наличия вирусов в растении-хозяине. Ослабляя растение-хозяина, повилика снижает его устойчивость к вирусным заболеваниям, а также может распространять болезни растений с одного хозяина на другой, если она прикреплена к нескольким растениям. Это представляет экономическую проблему в сельскохозяйственных системах, где ежегодное снижение урожайности на 10% может быть катастрофическим. Значительное внимание уделяется контролю над повиликой для управления болезнями растений в полевых условиях.
Местонахождение хоста
В отчете, опубликованном в журнале Science в 2006 году, было продемонстрировано, что повилика использует летучие органические соединения, переносимые по воздуху, для поиска растений-хозяев. Сеянцы C. pentagona демонстрируют положительный рост в ответ на летучие вещества, выделяемые томатами и другими видами растений-хозяев. При выборе между летучими веществами, выделяемыми предпочтительным растением-хозяином – томатом, и не являющейся хозяином пшеницей, паразит рос в направлении томата. Последующие эксперименты показали, что повилика привлекается рядом отдельных соединений, выделяемых растениями-хозяевами, и отталкивается одним соединением, выделяемым пшеницей. Эти результаты не исключают возможности того, что другие факторы, такие как свет, также могут играть роль в поиске хозяина.
Защита хозяина
Об защите растений-хозяев от повилика и других паразитических растений известно меньше, чем о защите растений от травоядных и патогенов. В одном исследовании было установлено, что растения томатов используют сложные механизмы для защиты от повилика. Два пути, основанные на ясмоновой и салициловой кислотах, активировались в ответ на атаку Cuscuta pentagona. Атака повилика также вызывала выработку летучих веществ, включая 2-карен, α-пинен, лимонен и β-фелландрен. Неизвестно, обеспечивают ли эти летучие вещества защиту растениям-хозяевам, но они потенциально могут нарушать способность повилика находить и выбирать хозяев. Кроме того, наличие волосков (трихом) на стебле томата эффективно препятствует прикреплению повилика к стеблю.
Профилактика и лечение
Во многих странах существуют законы, запрещающие импорт семян повилика, требующие, чтобы семена сельскохозяйственных культур были свободны от заражения семенами повилика. Перед посадкой всю одежду следует осматривать на предмет семян повилика при переходе из зараженной области на незараженное поле. При обнаружении зараженной территории необходимо действовать незамедлительно. Рекомендуется высаживать культуры, не являющиеся хозяевами для повилика, в течение нескольких лет после заражения, немедленно удалять растения-хозяева, особенно до образования семян повилика, и использовать весеннюю обработку почвы гербицидами предпосевного действия, такими как Dacthal. Примеры культур, не являющихся хозяевами для повилика, включают злаки и многие другие однодольные растения. Если повилика обнаружена до того, как она начнет угнетать растение-хозяина, ее можно просто удалить из почвы. Если угнетение уже началось, растение-хозяин необходимо значительно обрезать ниже места заражения повилика, поскольку повилика живуча и способна отрастать из своих присосок.
Использование в китайской традиционной медицине
Семена C. chinensis издавна применяются в Китае и некоторых других азиатских странах для лечения остеопороза. C. chinensis – широко используемый препарат традиционной китайской медицины, который, как считается, укрепляет печень и почки. Виды рода Cuscuta также используются в медицинских традициях Гималайского региона.