Ученые показали реакцию растений на страдание (Видео)

Начать столь удивительное исследование ученых побудил тот факт, что когда растение подвергается нападению, например насекомых, оно включает защитные системы в других частях своего тела. Побуждает эту реакцию электрический заряд, а вот откуда он берётся и как распространяется учёным было не ясно.

Согласно новым исследованиям, растения используют те же сигнальные молекулы, что и животные в своей нервной системе. У растений точно нет нервов, но у них, конечно, есть что-то удивительно похожее.

"Мы знаем, что есть эта системная сигнализация, и если что-то ранит растение в одном месте, остальная его часть запускает свои защитные реакции. Но мы не знали, что стоит за этой системой", — объяснил ботаник Саймон Гилрой из Университета Висконсин-Мэдисон.

Сперва ботаник Масацугу Тойота генетически сконструировал горчицу, которая позволила бы исследователям наблюдать изменения концентрации кальция в режиме реального времени. Далее в это растение был введён белок, который флуоресцирует в присутствии кальция. После чего исследователи срезали лист и стали наблюдать за изменениями происходящими с кальцием.

У животных возбужденная нервная клетка выпускает вызванную глутаматом аминокислоту, которая вызывает волну ионов кальция, которые распространяют к клеткам все дальше и дальше далеко от места где все началось.

Нечто похожее случилось с растениями. Волны светового потока распространялись по растению со скоростью около миллиметра в секунду от источника стресса — раны. Это намного медленнее, чем нервные сигналы животных, которые могут перемещаться до 120 метров в секунду, но для растений это супер быстрая связь.

Исследователи обнаружили, что как только у растения появляется ранение, защитные гормоны поднимаются в этой области растения. Благодаря этому растение может увеличить концентрацию вредных веществ в месте ранения, что сделает растение не вкусным, ядовитым или просто вонючим.

Но что вызвало кальциевые волны? Так же, как и у животных, исследователи полагали, что это может быть глутамат, который также встречается в растениях. И предыдущие исследования, опубликованные в 2013 году, показали, что растения, у которых отсутствуют глутаматные рецепторы, не имеют реакции на электрические сигналы об угрозе.

Чтобы проверить все это, исследовательская группа ранила растения без глутаматных рецепторов, чтобы увидеть, есть ли влияние на поток кальция.

"О чудо, мутанты, которые выбивают электрическую сигнализацию, полностью выбивают сигнализацию кальция", — сказал Гилрой.

Это исследование объединяет различные части головоломки о том, как общаются клетки растений.

Рана разливает глутамат, который поглощается рецепторами, которые вызывают распространение ионов кальция, который, в свою очередь, включает систему защиты растений, чтобы попытаться защитить от дальнейшего повреждения.

И они делают все это без настоящих нервов. Круто, да? Похоже, растения намного сложнее и динамичнее, чем кажутся.