Растения «предупреждают» своих собратьев об опасности
Когда Харш Бэис, профессор из Делавэрского университета в США, написал письмо старшекласснику Коннору Суини с приглашением пройти исследовательскую стажировку по ботанике, он еще не знал, что их ждет невероятное открытие.
Спустя два года исследований и десяток экспериментов Коннор Суини стал соавтором статьи в ведущем научном журнале Frontiers in Plant Science — небывалый успех для школьника. Открытие, которое он сделал вместе со своим наставником, заставит вас задуматься о «диалоге» растений, которые они совершают, когда вы начинаете косить газон или разрешаете кошке играть с комнатными растениями.
Изучая растение семейства капустных Резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana), ботаники обнаружили необычное явление: после того, как они срезали один листок, поврежденное растение «разослало» аварийную тревогу соседним растениям, находящимся в помещении. Получив сигнал, «здоровые» растения начали укрепляться.
Суини работал в лаборатории Бэиса после школы, по выходным и в каникулы. В общей сложности, ему удалось культивировать почти тысячу резуховидок для экспериментов. Он помещал семена в чашки Петри и пробирки, содержавшие агар-агар. Каждая партия семян прорастала примерно через 6 дней, превращаясь в 7-сантиметровые растения с тонкими стеблями и ярко-зелеными листьями.
Kathy F. Atkinson/ University of DelawareВ один из своих рабочих дней школьник положил два уже проросших растения в одну чашку Петри на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга, а затем сделал два небольших надреза на листе одного из них, чтобы имитировать нападение насекомого.
Как рассказывает юный исследователь, то, что произошло дальше, стало для него сюрпризом. На следующий день корни «здорового» растения заметно увеличились и стали крепче, а по бокам появились дополнительные корни.
Увиденное заинтересовало профессора Бэиса, и он попросил своего подопечного повторить эксперимент. На этот раз исследователи решили посадить растения в разные чашки — они хотели убедиться, что между корневыми системами двух образцов не было связи.
«Неповрежденное растение «вырастило» больше корней, чтобы получить больше питательных веществ», — объясняет Бэис. — «Мы стали искать химические соединения, которые могли бы спровоцировать рост корней».
Jeff Chase/ University of DelawareСуини измерил количество ауксинов, гормонов-стимуляторов роста растений. Оказалось, что в «здоровом» растении повышается количество этого гена, если поблизости находится раненый собрат. Также ботаники отметили, что соседи поврежденных растений выделяют ген, соответствующий гену-транспортеру малата ALMT-1. Малат привлекает полезные почвенные микробы, например Bacillus subtilis, который Бэис и его коллеги открыли несколько лет назад. Вероятно, эти микробы «связываются» с корнями растений, чтобы повысить их защиту.
«Таким образом, раненое растение посылает сигналы по воздуху», — заключает профессор Бэис. — «Оно выделяет химические вещества не для того, чтобы помочь себе, а чтобы предупредить «соседей».
Профессор Бэис и его ученик планируют продолжить эксперименты. Они хотят выяснить, что за соединения выделяют больные растения и как долго они сохраняются в атмосфере и в почве.
