Растения умеют предупреждать собратьев об опасности — это даже снято на видео
Может показаться, что большинство растений умеет только колыхаться на ветру и заниматься фотосинтезом. На самом деле, это сложные организмы, которые даже способны общаться между собой. Еще в 1980-е годы, в процессе изучения защитных механизмов растений, исследователи обнаружили у 80 видов способность передавать сигналы о надвигающейся опасности. Допустим, если на лист одного растения сядет насекомое, оно обязательно предупредит об этом своих зеленых собратьев. Ученым уже было известно, каким образом передается эта информация, однако как остальные растения отвечают на предупреждения, оставалось загадкой. Недавно авторам новой научной работы удалось не только разгадать эту тайну, но и снять на видео.
Как общаются растения
Научно доказано, что когда на листья или стебли садятся насекомые-вредители, растения испускают в окружающее пространство летучие соединения — они нужны как для отпугивания насекомых, так и для предупреждения других растений об опасности. Считается, что химические вещества испускаются их устьиц или поврежденных листьев.
При опасности растения испускают в воздух «предупредительные» химические вещества
О том, что сигналы об опасности передаются по воздуху, ученым известно уже много лет. Однако они не знали, как на эти предупреждения реагируют другие растения. О том, чтобы восполнить этот пробел в знаниях, задумались биологи Юрий Аратани и Такуя Уэмура из Сайтамского университета (Япония). Они провели эксперимент, результаты которого были опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Читайте также: Найден признак эволюции грибов — они «подружились» с растениями и в будущем могут стать их частями
Защитные механизмы растений
В рамках исследования они положили гусениц на генетически модифицированные томаты и резуховидку таля — небольшого цветкового растения, которое растет на территории всех континентов, кроме Антарктиды. Растения были изменены таким образом, чтобы внедренные в их клетки частицы (биосенсоры) подсвечивались при обнаружении притока ионов кальция. Как и у людей, ионы кальция в листьях и стеблях растений участвуют в передаче различных сигналов.
Интересный факт: в 2022 году ученые использовали этот же метод в рамках научной работы, которая показала, как мимозы двигают листьями после прикосновения к ним — таким образом, они отпугивают от себя вредителей.
Генетически модифицированные растения светились в флуоресцентном микроскопе
После того, как авторы исследования помещали насекомое на листья одного растения, оно выделяло в воздух упомянутые выше химические вещества. По словам ученых, это происходило в течение нескольких секунд после появления вредителя. Весь этот процесс исследователи сняли на видео при помощи флуоресцентного микроскопа — она могла запечатлеть светящиеся в присутствии ионов кальция биосенсоры.
Общение растений на видео
На снятом видео отчетливо видно, как неповрежденные гусеницей растения резко реагировали на предупреждения всплесками ионов кальция — они плавно пробегают по листьям. При помощи дополнительных датчиков ученые выяснили, что растения сильнее всего реагировали на химические соединения, обозначаемые как Z-3-HAL и E-2-HAL. Также ученые узнали, что в первую очередь на предупредительные сигналы реагируют бобовидные клетки, из которых образуются устьица. Также на сигналы об угрозе реагируют клетки, из которых состоят внутренние ткани листьев.
А вы уже подписаны на наш Дзен-канал? Там открыты комментарии, поэтому самое время сделать это!
Наконец, исследователи попробовали провести такой же эксперимент, обработав листья растения веществами, которые закрывают устьица. Опыт с новыми условиями показал, что в этом случае «общение» растений заметно усложняется. Следовательно, за передачу и прием химических веществ у растений отвечают именно эти крошечные отверстия на листьях.
Эта коммуникационная сеть, скрытая от человеческого взгляда, играет ключевую роль в своевременной защите соседних растений от неминуемых угроз, — заключили авторы научной работы.
Примечательно, что растения также умеют кричать. Это происходит во время стресса, и люди не могут слышать эти крики из-за того, что их частота находится за пределами 20 000 Гц. Человеческие уши не могут уловить такие волны, но зато на это способно современное звуковое оборудование. В 2023 году мой коллега Андрей Жуков очень подробно рассказал об эксперименте, который доказал наличие у растений умения кричать под воздействием неприятных ощущений. Если интересно, обязательно читайте материал «Во время стресса растения “кричат” ультразвуком». Вы точно узнаете для себя что-то новое!
