Как растения предупреждают друг друга об опасности

Цветы резуховидки Таля

Ученые то и дело пытаются наладить контакт с разными обитателями Земли. Оказалось, что их «разговоры» друг с другом можно даже увидеть. И исследователи сняли одну такую «беседу» на видео.

Гусеница табачной совки

Источник:
Blickwinkel via Legion Media

О том, что у растений есть способы, которыми они предупреждают друг друга об опасности, молекулярные биологи знали с 80-х годов прошлого века. Но в этом знании был один большой пробел: исследователи были в курсе, как растения посылают сигналы, но не до конца понимали, каким образом они эти самые сигналы принимают.

Чтобы внести ясность в вопрос, молекулярные биологи из Сайтамского университета в Японии установили насос, который переносил бы соединения, выделяемые пораженными насекомыми растениями, на их целых и невредимых соседей. За происходящим наблюдали через флуоресцентный микроскоп.

Подробностями своего исследования ученые поделились в журнале Nature Communications. Они рассказали, что посадили гусениц табачной совки (Spodoptera Litura) на срезанные листья томата и резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) и следили, как на это будут реагировать здоровые и неповрежденные растения.

Естественно, невооруженному взгляду этот процесс был бы незаметен, поэтому микробиологи немного модифицировали растения и ввели в их клетки биосенсор — при обнаружении притока ионов кальция он светился зеленым светом. Соединения концентрировались в пластиковой бутылке и закачивались в растение-получатель с постоянной скоростью, что позволило исследователям проанализировать процесс.

Подготовив растения к эксперименту, микробиологи включили видеокамеру и начали наблюдать за тем, как они реагируют на купание в летучих соединениях, которые растения выделяют в течение нескольких секунд после повреждения. Оказалось, что неповрежденные растения четко воспринимали сообщения своих «раненых» соседей и отвечали всплесками сигналов кальция, пробегающих по листьям.

Микробиологи также оснастили резуховидку флуоресцентными сенсорами в замыкающих, мезофильных и эпидермальных клетках, чтобы определить, какие из них первыми отреагируют на сигналы опасности. Выяснилось, что замыкающие клетки (те, что образуют устьица — маленькие поры, которые открываются, когда растения вдыхают углекислый газ) генерировали сигналы в течение минуты после воздействия Z-3-HAL. Следом сообщение улавливали клетки мезофилла — внутренняя ткань листьев.

Также ученые выяснили, что если предварительно обработать растения фитогормоном, то устьица закупорятся, что значительно снизит передачу сигналов. Таким образом, устьица работают как ноздри растения.