Екатерина Авдеева

Растения при повреждениях сигнализируют другим листьям об опасности (исследование)

Когда вас кусает назойливая муха, вы отгоняете ее, чтобы предупредить следующие укусы. У растений нет рук, но это не значит, что они не могут сигнализировать об опасности.

Ученые Университа Висконсин-Мэдисон провели исследование и запечатлели на видео, как растение передает сигнал об опасности.

На видео представленном учеными видно, что когда гусеница отделяет лист от остальной части растения, через него начинает распространяться люминесцентный свет, чтобы достичь других листьев.

Этот флуоресцентный свет отслеживает волну кальция, который активируется, когда растение повреждено. Эта кальциевая волна передает электрический и химический сигнал остальной части растения, чтобы «предупредить» об этом, что существует угроза.

Исследователи Масацугу Тойота и Саймон Гилрой изучили более десятка подобных роликов для определения систем связи в растениях. Они выяснили, что кальциевая сигнализация запускается нейротрансмиттером* глутаматом.

*нейротрансмиттер — это химическое вещество, которое высвобождается в конце нервного волокна за счет поступления нервного импульса.

Исследователи уже знали, что, когда растение ранено в одном месте, активируется система "сигнализации", чтобы вызвать ответные реакции. Однако они не знали, как эта система работает.

Нам было известно, что если повредить лист, запустится электрический заряд, которое перемещается через растение. То, что вызвало этот электрический заряд и как оно двигалось по всему растению, было неизвестно, — говорит Гилрой.

Как известно, кальций часто обеспечивает сигналы, когда происходят изменения в клеточной среде. Известно также, что, поскольку кальций несет заряд, он способен генерировать электрический сигнал.

Поэтому команда разработала способ отслеживания присутствия и концентрации кальция в режиме реального времени. Они создали растения, которые продуцировали флуоресцирующий вокруг кальция белок, и снимали реакцию после помещения на растения гусениц.

В ответ на повреждения растения передавали сигнал в другие части. Он быстро распространялся (около 1 мм в секунду) и всего за несколько минут концентрация защитных гормонов в отдаленных листьях увеличивалась. Такие гормоны помогают растению подготовиться к атаке, например, увеличивая производство химических веществ, которые отпугивают хищников.

Предыдущие исследования уже показали, что защитная сигнализация зависит от глутаматных рецепторов, и что растения, не имеющие их, утратили способность генерировать электрический ответ на повреждение.

Обнаруженное предполагает, что глутамат, продуцируемый в местах повреждения, вызывает поток кальция через растение.

Гилрой говорит, что видеоролики также позволили им увидеть волну активности в растениях, которая обычно невидима.