Новое исследование показало, что различные виды растений издают ультразвуки для передачи информации о стрессе и с помощью гормонов и летучих химических веществ обмениваются информацией.
Давно известно, что растения в состоянии стресса меняют цвет, запах и форму. Недавнее исследование, результаты которого были опубликованы в научном журнале Cell, доказывает, что помимо этого, растения в состоянии стресса издают звуки, которые ученые смогли записать и классифицировать.
Каналы связи у растений
В отличие от животных, растения не имеют нервной системы. Поэтому передача электрических импульсов происходит с помощью химических веществ, передаваемых по каналам внутри растения, связывающим корни, стебли, листья, цветы и плоды. При этом передача информации может идти как от корня в листья, так и наоборот.
Листья обнаруживает хищников или изменения света и звука, а корень следит за состоянием питательных веществ и наличием хищников под землей. Например, корень может обнаружить засуху и предписать листьям ограничить транспирацию (процесс движения воды через растение и ее испарение через листья, стебли и цветы) и экономить воду.
Чтобы наблюдать за этим процессом, ученые разместили электроды в разных местах на растении. И использовали специальный инструмент, который позволил перевести эти сигналы в звуки.
Ученые также обнаружили, что растения могут передавать эти электрические сигналы между собой. Для этого достаточно, чтобы они соприкасались. Это действует даже, если соседнее растение другого вида.
По растению также циркулируют гормоны. Например, гормон, такой как ауксин, вырабатываемый в верхней части растения, движется вниз и сообщает ростку, который пытается пробиться через почву, в какую сторону ему двигаться.
Многие растения при внезапной опасности со стороны хищных насекомых вырабатывают гормон жасмоновой кислоты, который активизирует выработку токсина для защиты. Он же играет важную роль в заживлении поврежденных тканей.
Как услышать растения
Ученые уверены, что общение с окружающей средой помогает растениям выжить. Так, привлекательные цветы сообщают насекомым и животным о том, что растение готово к опылению.
С помощью специальных микрофонов, которые обнаруживают крики летучих мышей, исследователи сумели записать ультразвуки, издаваемые растениями в стрессовой ситуации. Их могут услышать как насекомые (например, тля), так и млекопитающие (летучие мыши или мыши).
Люди не могут слышать такие звуки. Но зато чувствуют запахи. Наиболее яркий пример — запах скошенной травы. Во время покоса трава выделяет газообразные химикаты, ароматный запах бедствия. Такой же аромат растения выделяют, когда их поедает гусеница. Что интересно, такие запахи воспринимают другие насекомые, которые охотятся на гусениц.
Этот запах принадлежит к летучим химическим веществам и может далеко распространяться как над землей так и под ней. Он выполняет множество различных функций. Ученые утверждают, что летучие химические вещества могут привлекать опылителей, когда цветок готов к опылению или, даже, направлять насекомых на цветы, оставшиеся неопыленными.
Данные вещества привлекают живые организмы для поедания и распространения семян. При этом они используются и для отвода хищников. Через эти летучие вещества растения посылают сообщения об определенных угрозах, могут обнаруживать своих и чужих среди соседних растений и соответственно изменять свое поведение. Например, если по соседству они обнаруживают «родичей», то будут помогать им расти, а не конкурировать с ними за ресурсы.
Подземные сети связи растений
Ученые также обнаружили, что летучие вещества растения выделяют и под землей. Таким образом они привлекают к себе подземные грибы. В результате получается взаимополезный симбиоз. Грибы имеют очень большую грибницу, через которую собирают питательные вещества и поставляют их растению в обмен на сахар, который оно вырабатывает в процессе фотосинтеза.
В результате весь лес пронизывает сеть связей. Одно дерево общается с разными грибами, а один гриб — со многими деревьями, соединяя их в микоризную сеть (микориза в переводе с древнегреческого — грибокорень).
Ученые обнаружили, что между корнями и грибом при встрече происходит интересная «беседа». Обе стороны обмениваются битами малой РНК, изменяющими экспрессию генов в другом организме. В случае если гриб является союзником, его РНК содействует развитию растения. Если врагом, то малая РНК гриба отключает оборонительные гены растения, что облегчает атаку гриба.
Несколько деревьев, соединенных между собой одним грибом, могут с его помощью делиться ресурсами. Исследователи проследили путь углерода от старшего дерева через грибницу к другому, более молодому, которое требует больше света, чтобы развиваться.
Под землей растения также поддерживают связь с микробами, которые закрепляются на корнях, образуя биопленку. Известно, что бактерии, способствующие росту, могут активизировать защиту растений, увеличив их устойчивость к болезням.
Это исследование имеет важное применение. Ученые уверены, что понимание того, как растения общаются, поможет увеличить площадь пахотных земель, чтобы прокормить население и адаптироваться к изменению климата.
Комментарии