Como as plantas se defendem contra os insetos?

Em resposta ao ataque de herbívoros, as plantas podem armar suas partes mais atraentes ou mais expostas com defesas mecânicas, como espinhos ou pêlos que cortam ou irritam a pele e produzem dor. A urtiga é um exemplo de planta que usa contra os predadores uma combinação de defesa mecânica e química. Os pêlos existentes nas folhas da urtiga (Urtica dioica) são reservatórios de venenos, cuja química inclui as aminas serotonina, histamina e acetilcolina.

As defesas químicas empregadas pelas plantas contra seus predadores podem incluir desde simples toxinas até substâncias que interferem com o ciclo de crescimento e de reprodução dos insetos.

Espécies silvestres de plantas contêm, muitas vezes, toxinas com as quais conseguem controlar o ataque de herbívoros. Quando essas plantas passam a ser cultivadas, as toxinas vão sendo eliminadas através do melhoramento genético e as plantas perdem sua defesa natural. É bem conhecida, por quem possui horta, a dificuldade de cultivar couves, por exemplo, sem uso de agrotóxicos. A couve (Brassica oleracea,da família das crucíferas) é bastante infestada por insetos. As Brassicas silvestres possuem grandes quantidades de um glucosinolato chamado sinigrina, que é bastante eficiente na defesa da planta contra seus predadores. Porém, assim como a couve, outras variedades cultivadas de Brassica, como o repolho e a couve-flor, apresentam pouco teor da toxina original.

A sinigrina, ao ser desdobrada por hidrólise, forma o chamado óleo de mostarda, o alil-isotiocianato, corrosivo e de odor muito forte. Os sintomas tóxicos da sinigrina incluem salivação, irritação da boca, diarréia e gastroenterite severa. Insetos, como a larva da borboleta Papilio polyxenes, morrem quando alimentados com uma solução de sinigrina 0,1% infiltrada em aipo, um alimento normal para elas. No entanto, insetos adaptados à família das Brassicas, como as larvas da borboleta branca (Pieris spp.) são capazes de alimentar-se delas sem problemas.

Um exemplo bastante interessante e complexo de interação planta-animal é o caso da borboleta monarca (Danaus plexippus) que se alimenta de várias espécies da família da falsa erva-de-rato (Asclepiadaceae).  A Asclepia curassavica, por exemplo, é conhecida por causar vômitos e ataques cardíacos súbitos, sendo responsável pela morte de muitos animais em fazendas. A larva da borboleta monarca consegue se alimentar da planta e é imune aos efeitos desses glicosídeos cardíacos. Ela os armazena em seus tecidos. Após a fase de pupa, as borboletas adultas voam e seu corpo retém as toxinas, inclusive nas asas.

Ao serem comidas por seu predador - a gralha Cyanocitta cristata - as borboletas provocam vômitos violentos. Acontece, às vezes, até de serem expelidas pelo pássaro e conseguirem levantar vôo após se recuperarem. Após um susto desses, o pássaro não procura mais essas borboletas que ele reconhece facilmente devido às cores fortes e brilhantes de suas asas. Insetos que acumulam toxinas em seu corpo e as usam como defesa não precisam se camuflar e podem ser até bem evidentes, o que facilita o reconhecimento pelo predador de que são perigosos.

Porém, a fabricação destas toxinas têm um custo, tanto para a planta como para o predador, e alguns insetos procuram imitar a aparência dos insetos tóxicos, com sua coloração de aviso, e se valem dos seus efeitos de afugentar o predador, sem precisar produzir a toxina. Existem espécies de borboletas (por exemplo, Limenitis archippus) que têm uma coloração de aviso como a das borboletas monarca, que seriam bastante saborosas para os pássaros se eles tivessem coragem de enfrentá-las, pois não têm toxinas. Este artifício é um tipo de mimetismo chamado Batesiano, adquirido através da seleção natural, e é um dos muitos exemplos da coevolução adaptativa de plantas e insetos.