Дослідникам уперше вдалося спостерігати, як рослини передають і приймають сигнали під час «розмови».
Непомітно для нас рослини все ж можуть спілкуватися між собою, особливо, коли відчувають стрес. Раніше вчені вже записували, як рослини кричать від болю та стресу, попереджаючи сусідів про наближення загрози. Однак цього разу дослідники пішли далі — їм вдалося вперше в історії записати на відео, як рослини спілкуються між собою, пише Science Alert.
Команда з Університету Сайтама в Японії спостерігали за тим, як непомітно для нас рослини оточені тонким туманом сполук, що переносяться повітрям та використовуються для спілкування одна з одною і захисту. Подібно до запахів, ці сполуки здатні відлякати голодних хижаків або попередити сусідні рослини про їхнє наближення.
У Фокус. Технології з’явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Вчені вперше дізналися про ці захисні механізми рослин ще в 1980-х роках, після цього вони були виявлені у понад 80 рослин. Пізніше вчені навіть змогли записати, як рослини кричать від болю і стресу. Однак те, як інші рослини приймають і реагують на ці сигнали, постійно вислизало від дослідників.
У своїй роботі молекулярні біологи Юрій Аратані й Такуя Уемура встановили помпу для передавання сполук, що виділяються пошкодженими та ураженими комахами рослинами, їхнім неушкодженим сусідам. Крім того, команда встановила флуоресцентний мікроскоп, щоб спостерігати за рослинами.
Під час експерименту гусениць (Spodopteralitura) посадили на зрізане листя рослин і зафіксували реакцію другої, неушкодженої рослини, вільної від комах. Зазначимо, що рослини в експерименті не були звичайними, їх генетично змінили, щоб клітини містили біосенсор, який світиться зеленим світлом у разі виявлення припливу іонів кальцію. До слова, людські клітини також використовують передачу іонів кальцію для спілкування.
Ученим вдалося візуалізувати, як рослини реагують на купання в летких сполуках, які рослини виділяють протягом кількох секунд після пошкодження. Для цього вчені використовували пластикову пляшку, в якій концентрувалися сполуки й з постійною швидкістю закачувалися в рослину-реципієнт.
Експериментальна установка для візуалізації передачі сигналів кальцію в листках арабідопсису
Фото: Nature Communications
На відео, знятому вченими, видно, як неушкоджені рослини гучно і чітко сприймають повідомлення пошкоджених рослин, відповідаючи сплесками сигналів кальцію, що пробігають витягнутими листками.
Команда проаналізувала сполуки, що передаються повітрям, і виявила, що дві з них під назвою Z-3-HAL і E-2-HAL індукують сигнали кальцію. Вченим також вдалося визначити, які клітини першими реагували на сигнали лиха рослин. Ба більше, попередня обробка рослин фітогормоном, який закриває продихи, значно знижує передачу сигналів кальцію, що дає змогу припустити, що продихи діють як «ніздрі» рослини.
За словами старшого автора дослідження Масацугу Тойота, їм із колегами вперше вдалося зафільмувати, як рослини спілкуються між собою, передаючи та приймаючи сигнали лиха.
Раніше Фокус писав про те, що вчені виявили, що рослини дійсно «кричать», якщо їх поранити.