Н езабележимо за нас, растенията са заобиколени от фина мъгла от въздушни съединения, които използват за комуникация и защита. Подобно на миризмите, тези съединения отблъскват гладните тревопасни и предупреждават съседните растения за прииждащи нападатели.
Учените знаят за тези растителни защитни средства още от 80-те години на миналия век, като оттогава са ги открили в над 80 растителни вида. Екип от японски изследователи използва техники за визуализация в реално време, за да разкрие как растенията приемат и реагират на тези въздушни сигнали.
Знаем как растенията изпращат съобщения, но не и как ги получават
В това изследване Юри Аратани и Такуя Уемура, молекулярни биолози от Университета в Сайтама, Япония, и колегите им използват помпа за прехвърляне на съединенията, излъчвани от наранени и нападнати от насекоми растения, върху техните неповредени съседи. Те използвали флуоресцентен микроскоп, за да наблюдават какво се случва.
Гъсеници (Spodoptera litura) са били поставени върху листа, отрязани от доматени растения и арабидопсис талиана (Arabidopsis thaliana), често срещан плевел.
Изследователите са заснели реакциите на второ, неповредено, свободно от насекоми растение към тези сигнали за опасност.
Тези растения не бяха обикновени плевели: те бяха генетично променени, така че клетките им да съдържат биосензор, който флуоресцираше в зелено, когато беше засечен приток на калциеви йони. Калциевата сигнализация е нещо, което човешките клетки също използват за комуникация, съобщава Science Alert.
Екипът използва подобна техника за измерване на калциевите сигнали в миналогодишно проучване на флуоресцентни растения, когато са проучвали растение от вида срамежлива мимоза (Mimosa pudica), което бързо движи листата си в отговор на докосване, за да избегне хищници.
Scientists Film Plant 'Talking' to Its Neighbor, And The Footage Is Incredible https://t.co/l9JTagn555
— Trinity RedorBluePill HiHoKermitTheFrogHere (@TrinityUtube) January 15, 2024
Този път екипът визуализирал как флората реагира на летливи съединения, които растенията освобождават в рамките на секунди след нараняване.
Това не беше естествена постановка: съединенията бяха концентрирани в пластмасова бутилка и изпомпвани върху растението-реципиент с постоянна скорост, но това позволи на изследователите да анализират, какви съединения се съдържат в острата смес, съобщава още Science Alert.
Както можете да видите във видеото в края на статията, неповредените растения са приели съобщенията на своите наранени съседи ясно и категорично, като са реагирали с изблици на калциева сигнализация.
Анализирайки разнесените във въздуха съединения, изследователите установяват, че две съединения, наречени Z-3-HAL и E-2-HAL, предизвикват калциеви сигнали в арабидопсис.
Експертите също така определиха кои клетки първи реагират на сигналите за опасност, като създадоха растения от арабидопсис с флуоресцентни сензори. Предпазните клетки са бобовидни образования по повърхността на растенията, които създават стомата - малки пори, които се отварят към атмосферата, когато растенията "вдишват" CO2. Мезофилните клетки са вътрешната тъкан на листата, а епидермалните клетки са най-външният слой или кожата на листата на растенията, посочват учените.
Когато растенията арабидопсис са изложени на Z-3-HAL, охранителните клетки генерират калциеви сигнали в рамките на около минута, след което мезофилните клетки приемат съобщението.
Нещо повече, предварителното третиране на растенията с фитохормон, който затваря стоматите, значително намалява калциевите сигнали, което предполага, че стоматите действат като "ноздрите" на растението.
"Най-накрая разкрихме сложната история за това кога, къде и как растенията реагират на въздушните "предупредителни съобщения" от застрашените си съседи", казва Масацугу Тойота, молекулярен биолог от Университета Сайтама в Япония и старши автор на изследването.
"Тази ефирна комуникационна мрежа, скрита от погледа ни, играе ключова роля за навременното предпазване на съседните растения от непосредствени заплахи", посочва още ученият.
Жълт код за студено време: Температурите падат до -11°">
