Команда японських учених під керівництвом молекулярного біолога Масацуги Тойоти з Університету Сайтама вперше в історії зафіксувала на відео те, як спілкуються рослини. Результати відповідного дослідження опубліковано у науковому журналі Nature Communications, передає Earth.com.
Вчені вперше зафіксували те, як рослини, які перебувають у благополучних обставинах, реагують на леткі органічні сполуки (ЛОС), які виділяються іншими рослинами внаслідок механічних пошкоджень чи нападу комах. З'ясувалося, що коли така «інформація» про загрозу надходить ще не постраждалим рослинам, у них активізуються деякі захисні механізми.
«Така міжрослинна комунікація захищає рослини від екологічних загроз», – додають вчені.
Дослідження комунікації рослин
Експериментальна установка включала повітряний насос, з'єднаний з контейнером із листям та гусеницями, і ще одну камеру, в якій містився Arabidopsis thaliana – поширений бур'ян із сімейства гірчичних.
Рослини Arabidopsis були генетично модифіковані так, щоб світитися зеленим світлом при виявленні іонів кальцію, які сигналізують про стрес.
Використовуючи флуоресцентний мікроскоп, команда змогла відстежувати сигнали, що випромінюються неушкодженими рослинами після того, як вони отримали ЛОС від пошкодженого листя.
Дане дослідження засноване на спостереженні за спілкуванням рослин, задокументованому в 1983 році, що викликало значну дискусію в науковій спільноті.
«Ми нарешті розкрили складну історію того, коли, де і як рослини реагують на «попереджувальні повідомлення», що передаються по повітрю від їхніх сусідів, які перебувають під загрозою», – заявив Тойота.
Мова рослин
В основі комунікації рослин – хімічні сигнали, а саме виділення в повітря різних летких органічних сполук (ЛОС).
ЛОС можуть передавати інформацію про умови довкілля, такі як посуха або напади шкідників.
Наприклад, коли на рослину нападає травоїдна тварина, вона виділяє особливі леткі органічні сполуки, які можуть бути виявлені сусідніми рослинами. Отримавши сигнал, сусіди можуть зміцнити власний хімічний захист в очікуванні аналогічної атаки. Крім того, новий запах приваблює хижаків, які полюють на травоїдних тварин, що підвищує шанси рослини на виживання.
Коли рослина зазнає стресу або пошкодження, вона також генерує електричні імпульси, які поширюються по всій її структурі. Ці сигнали можуть викликати фізіологічні зміни в рослині – наприклад, закриття продихів для запобігання втрати води в умовах посухи.
Під землею рослини спілкуються за допомогою коренів та пов'язаних з ними грибних мереж. Цю мережу утворюють переважно мікоризні гриби, що з'єднують коріння різних рослин. Завдяки цим зв'язкам рослини можуть обмінюватися поживними речовинами, водою та інформацією. Наприклад, рослина з дефіцитом поживних речовин може отримувати поживні речовини від сусідньої рослини через цю підземну мережу.
Навіщо досліджувати мову рослин
Розуміння комунікації рослин допомагає пояснити, як рослинні угруповання реагують на екологічні проблеми і як вони можуть бути стійкими перед такими потрясіннями, як шкідники або зміна клімату.
Ці знання мають значення для сільського, лісового господарства та природоохоронних зусиль, оскільки можуть бути інструкцією для підтримки здорового спілкування рослин і, як наслідок, здоров'я екосистем.