Как растения общаются друг с другом, чтобы проще переносить трудности
Для растений важно как они растут. От этого может зависеть их выживаемость. Изображение: NewAtlas
Когда растения стоят достаточно близко, чтобы их листья соприкасались, между ними возникает своеобразная «живая сеть» сигнализации. Недавние исследования показали, что такая физическая связь помогает растениям предупреждать друг друга об опасности и повышать устойчивость к стрессовым условиям — в частности, к слишком яркому свету. Это в очередной раз доказывает, что объединение в группы помогает преодолевать трудности. Но как это работает на самом деле?
Как растения помогают друг другу
Ученые из Университета Миссури под руководством фитофизиолога Рона Миттлера выяснили, что лист к листу — не просто метафора, а реальный механизм защиты. При физическом контакте растения активируют биохимические сигналы, которые распространяются по всей группе и делают их более устойчивыми к повреждениям от сильного освещения. Уровень этого повреждения определяли по утечке ионов из тканей листьев — чем меньше утечка, тем крепче растение.
Не забывайте о нашем Дзен, где очень много всего интересного и познавательного!
Чтобы подтвердить гипотезу, исследователи выращивали две группы растения Arabidopsis thaliana: в одной листья соприкасались, в другой — нет. Затем обе группы подвергали действию интенсивного света, имитирующего жесткое солнечное излучение. Результаты оказались весьма показательными: растения, находящиеся в контакте, переносили испытание значительно легче.
Кроме измерения утечки ионов, ученые отслеживали накопление антоцианов — пигментов, появляющихся в стрессовых условиях. У «одиноких» растений цвет выражался ярче, что указывало на больший стресс. У тех, кто касался соседей, антоцианов было гораздо меньше.
Ученые выяснили, зачем человеку подбородок. Ответ вас удивит.
Чтобы глубже понять процесс, команда применила генетически модифицированные растения, не способные передавать химические сигналы. В экспериментах участвовали три растения, расположенные цепочкой: передатчик, посредник и получатель сигнала. Когда роль посредника выполняло мутантное растение, получатель переставал получать «защитное сообщение» и не проявлял устойчивости. Это показало, что ключевую роль в сетевой защите играет выделение перекиси водорода — важного сигнального вещества в растительных реакциях на стресс.
Если времена сложные, ратеним проще быть вместе. В спокойные времена им проще по одному. Изображение: Business FM Санкт-Петербург
Эволюционная выгода коллективизма
Хотя обычно растения конкурируют за свет, воду и пространство, при трудных условиях, ка ки люди, они могут выигрывать от тесного соседства. По словам исследователей, совместный рост выгоден, если окружающая среда неблагоприятна — будь то засуха, насекомые-вредители или избыток света. В комфортных же условиях растениям выгоднее расти в одиночку, не делясь ресурсами.
Почему реклама с животными работает лучше, чем с людьми: что показало исследование.
Этот эксперимент стал важной частью нового направления ботаники, исследующего, как растения «разговаривают» друг с другом через контакт, электрические импульсы и химические сигналы. Как отметил биолог Пиюш Джейн из Корнеллского университета, исследование открывает новые представления о надземной межрастительной коммуникации, где электрические и химические сигналы работают вместе, создавая форму природного «интернета растений».
Работа еще не прошла рецензирование, но уже опубликована на научной платформе BioRxiv. Ученые надеются, что понимание механизмов общения растений поможет в будущем создавать более устойчивые сельскохозяйственные культуры, способные противостоять климатическим стрессам.