Под устойчивостью ученые понимают способность растения переносить избыток света без серьезных повреждений, таких как пятна и разрушение тканей листа. Чтобы это измерить, исследователи анализировали утечку ионов из листьев: чем меньше утечка, тем лучше растение справляется со стрессом.
Растения «предупреждают» друг друга о стрессе через прикосновение
Новое исследование показало: когда листья растений физически соприкасаются, между ними возникает биологическая система сигналов. С ее помощью растения могут заранее «предупреждать» друг друга о надвигающемся стрессе, например, о слишком ярком свете, и становиться более устойчивыми к нему.
Freepik
Предупрежден значит вооружен
Как проходило исследование
Ученые сравнили две группы растений: в одной их листья соприкасались, в другой — нет. Оказалось, что растения, которые «касались» друг друга, переносили яркий свет заметно лучше.
Для эксперимента использовали небольшое растение Arabidopsis thaliana, популярную модель в ботанике. После того как растениям дали время установить контакт, их подвергли воздействию очень яркого света — аналогу жесткого солнечного излучения. Затем ученые оценили повреждения листьев и уровень антоцианов — пигментов, которые накапливаются в растениях при стрессе.
Результаты были однозначны: у соприкасающихся растений повреждений было меньше, и уровень антоцианов оказался ниже. У растений, росших поодиночке, стрессовая реакция была значительно сильнее.
Эксперименты показали, что если «простимулировать» одно растение, оно передает сигнал всем растениям, с которыми соприкасается, и они заранее повышают свою устойчивость.
Чтобы понять механизм, ученые использовали генетически модифицированные растения, неспособные передавать химические сигналы. Они выстроили цепочку из трех растений: передатчик, посредник и получатель. Когда растение-посредник не могло передавать сигнал, защита до последнего растения не доходила.
Также выяснилось, что ключевую роль в этом процессе играет перекись водорода — она участвует в запуске защитной реакции.
Исследование подчеркивает, что растения не только конкурируют между собой за свет, воду и питательные вещества, но и умеют сотрудничать. В суровых условиях выгоднее расти группой и «делиться сигналами», а в идеальных поодиночке.
Ученые отмечают, что работа помогает лучше понять пока еще слабо изученные способы коммуникации между растениями над землей и проливает свет на то, какие именно сигналы — химические или электрические — помогают им выживать при сильном стрессе.