Незабележливо за нас, растенијата се опкружени со фина магла од соединенија во воздухот што ги користат за да комуницираат и да се заштитат себеси. Слични на мирисите, овие соединенија ги одбиваат гладните тревопасни животни и ги предупредуваат соседните растенија за напаѓачи.
Научниците знаат за оваа заштита на растенијата уште од 80-тите години, откривајќи ги кај над 80 растителни видови. Сега јапонски истражувачи распоредија техники за снимање во реално време за да открие како растенијата ги примаат и како реагираат на овие воздушни аларми.
Ова беше голема празнина во разбирањето на научниците за „разговорот“ меѓу растенијата: тие знаеја како растенијата испраќаат пораки, но не и како ги примаат.
Во неодамнешно истражување Јуриј Аратани и Такуја Еумура, молекуларни биолози од Универзитетот „Саитама“ во Јапонија, заедно со колегите направиле пумпа за пренесување на соединенијата емитирани од повредените растенија и растенијата со инсекти на нивните неоштетени соседи и флуоресцентен микроскоп за да видат што се случило.
Биле поставени гасеници на лисјата од домати и „Арбидопсис талиана“, вообичаен плевел, а истражувачите ги сликале одговорите на второто, недопрено растение „Арбидопсис“ кое било без инсекти.
Овие растенија не биле обичен плевел: тие биле генетски изменети така што нивните клетки содржеле биосензор кој испуштал флуоресцентна зелена боја кога бил откриен прилив на јон и на калциум. Калциумската сигнализација е нешто што и човечките клетки го користат за да комуницираат.
Тимот користел слична техника за мерење на калциумови сигнали во истражување, кои брзо ги движеле своите лисја како одговор на допир за да ги избегнат предаторите.
Тимот визуализирал како растенијата реагираат на капење во испарливи соединенија, кои растенијата ги ослободуваат.
Ова не била природна средина; соединенијата биле концентрирани во пластично шише, но тоа им овозможило на истражувачите да анализираат кои соединенија ги има во мешавината.
Како што може да се види на видеото, неоштетените растенија гласно и јасно ги примиле пораките од нивните повредени соседи, одговарајќи со изливи на сигнали од калциум што се брануваа по нивните лисја.
Анализирајќи ги соединенијата во воздухот, истражувачите откриле дека две соединенија, Z-3-HAL и E-2-HAL индуцираат калциумови сигнали во „Арабидопсис“.
Исто така, тие идентификувале кои клетки се првите што реагираат на знаците за опасност со флуоресцентни сензори.
Чуварите-клетки се во облик на грав и се наоѓаат на површините на растенијата. Мезофилните клетки се внатрешното ткиво на лисјата, а епидермалните клетки се најоддалечениот слој или кожата на лисјата на растенијата.
Кога растенијата „Арабидопсис“ биле изложени на Z-3-HAL, чуварите-клетки генерирале калциумови сигнали во рок од една минута или нешто повеќе, по што клетките на мезофилот ја примиле пораката.
- Конечно ја откривме сложената приказна за тоа кога, каде и како растенијата реагираат на воздушните предупредувачки пораки од нивните загрозени соседи. Оваа етерична комуникациска мрежа, скриена од нашиот поглед, игра клучна улога во заштитата на соседните растенија од непосредни закани - вели Масацугу Тојота, молекуларен биолог на Универзитетот „Саитама“ во Јапонија.
Извор:
Science Alert
Фото: Aratani et al. Nature Communications, 2023