Ученые впервые записали разговор между растениями на видео — о чем они говорят

То, что растения действительно умеют общаться между собой, ученые установили еще в 80-х годах прошлого столетия. Однако процессы этого общения долго оставались загадкой. Оказалось, что растения окружены тонким туманом соединений, который не способен заметить человеческий глаз. Эти соединения растения используют для общения и защиты. Подобно запахам, невидимый туман отпугивает голодных травоядных животных и предупреждает соседние растения об опасности.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, команда японских исследователей в режиме реального времени записала общение растений, чтобы понять, как они получают и реагируют на сообщения об опасности, пишет IFLScience.

Что нужно знать о "тумане соединений" над растениями

Когда растение повреждает животное или неосторожный турист, выделяются летучие органические соединения, сокращенно ЛОС. Растения, находящиеся вблизи атакованного, получают эти ЛОС, действующие как триггер для невредимых растений, чтобы активизировать свою защиту.

Известно, что более 30 различных видов растений общаются таким образом, однако происходящее в растениях на молекулярном уровне оставалось плохо понятным.

Новое исследование ученых — что удалось узнать

Чтобы найти ответы на свои вопросы, молекулярные биологи из Университета Сайтама в Японии решили провести ряд важных экспериментов.

Первое, они генетически изменили растения, наделив их клетки биосенсором, флуоресцировавшим зеленым. Это позволило наблюдать за происходящим внутри растения с помощью флуоресцентного микроскопа.

Далее они собрали ЛОС, которые выделяли поврежденные насекомыми растения, и перенесли их на неповрежденных соседей.

"Мы сконструировали оборудование для перекачки ЛОС, выбрасываемых из растений, которыми питаются гусеницы, на неповрежденные соседние растения и объединили его с системой флуоресцентной визуализации в реальном времени. Эта инновационная установка визуализировала вспышки флуоресценции, распространяющиеся в горчичном растении Arabidopsis thaliana после воздействия ЛОС, выделяющихся из поврежденного насекомыми растения", — рассказали исследователи.

Как вы можете видеть на видео ниже, неповрежденные растения громко и четко получали сообщения от своих пострадавших соседей, реагируя вспышками кальциевых сигналов, которые распространялись по их распростертым листьям.

Анализируя воздушные соединения, исследователи обнаружили, что два соединения под названием Z-3-HAL и E-2-HAL индуцируют кальциевые сигналы в Arabidopsis. Следует отметить, что передача сигналов кальция также используется клетками человека для общения.

Команда обнаружила, что как ЛОС, высвобождающиеся из листьев, которыми лакомились гусеницы, так и ЛОС, высвобождаемые листьями, искусственно разбитыми командой, вызывают изменения Ca2+ в ближайших неповрежденных растениях.

Также удалось выяснить, какие клетки первыми реагируют на сигналы опасности. Это происходит исключительно в клетках:

• замыкающих — это бобовидные клетки на поверхности растений, из которых образуются устьица, иными словами — поры. Они открываются, когда растения выбрасываются в атмосферу CO2;
• мезофильных — это внутренняя ткань листьев;
• эпидермальных — это внешний слой или кожица листьев растений.

Под влиянием соединения Z-3-HAL замыкающие клетки растения генерировали сигналы кальция в течение минуты, после чего клетки мезофила улавливали сообщения.

Предварительная обработка растений фитогормоном, закрывающим устьица, значительно снизила передачу сигналов кальция, а это означает, что устьица работают как "ноздри" растений.

"Мы наконец-то раскрыли сложную историю о том, когда, где и как растения реагируют на "предупредительные сообщения", передаваемые воздухом, от своих соседей, которые в опасности. Эта эфирная сеть связи, скрытая от нашего взгляда, играет ключевую роль в своевременной защите "соседей" от неизбежных угроз", — отметили исследователи.

Ранее мы рассказывали, что исследователи из Тель-Авивского университета в масштабном эксперименте доказали, что растения умеют разговаривать и кричать от боли.

Напомним, мы писали, исследователям удалось разработать способ имитации фотосинтеза, не используя растения, чтобы снабдить марсианские колонии кислородом.

Также мы публиковали удивительные кадры, как выглядит каннабис под микроскопом.