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?

Для растений важно как они растут. От этого может зависеть их выживаемость. Изображение: NewAtlas

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.

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.

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.

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.

facebook