Вчені з'ясували несподівану річ про рослини: за ким вони "шпигують"

Здорові рослини вміють за запахом визначати, як швидко ростуть їхні сусіди. Завдяки цим ароматичним сигналам вони вирішують, що робити далі: активніше рости самим чи включати захист, змінюючи роботу своїх генів.

Процн повідомляє Daily Star.

Що таке леткі органічні сполуки та як вони діють

Леткі органічні сполуки — це речовини на основі вуглецю, які легко випаровуються в повітря. Зазвичай рослини виробляють їх для взаємодії з комах-запилювачами, травоїдними тваринами та іншою флорою. Вони також формують природні аромати рослин і застосовуються у парфумерії та харчовій промисловості.

Раніше вважалося, що рослини виділяють такі хімічні сигнали лише у разі пошкодження (як сигнал тривоги для сусідів). Проте нове дослідження довело, що постійний обмін запахами відбувається і між цілком здоровими культурами в умовах конкуренції за виживання.

«Здорові неушкоджені рослини постійно виділяють у повітря власні хімічні „відбитки“, а їхні сусіди активно зчитують ці сигнали, щоб коригувати не лише свій захист, а й усю свою стратегію росту. Це схоже на безперервну розмову між сусідами, і відкриття того, що ці фонові ЛОС можуть змінювати ріст і активність генів, відкриває новий вимір у нашому розумінні комунікації рослин», — заявив провідний автор дослідження, доктор Велемір Нінкович.

Як проходив лабораторний експеримент

Для дослідження вчені використали три сорти однієї з найважливіших зернових культур у світі — ячменю. Вони мали різні профілі запахів та росли з різною швидкістю. Повільнозростаючий сорт Fairytale («Фейрітейл») та швидкозростаючий сорт Salome («Саломе») піддали впливу ЛОС усіх трьох сортів, після чого протягом 25 днів аналізували їхні фізичні зміни та експресію генів.

Експеримент показав, що рослини змінювали свою загальну біомасу залежно від того, які саме ЛОС вони вловлювали. Водночас контакти між сусідами з однаковими темпами розвитку майже не давали ефекту.

«Рослини-реципієнти ЛОС скоригували свій ріст, щоб відповідати конкурентному тиску, про який сигналізував запах їхнього сусіда: вони росли більше, коли контактували зі швидкозростаючим сусідом, і менше, коли контактували з повільнозростаючим. Цей ефект спостерігався послідовно на всіх частинах рослини, листі, стеблах і коренях, а не просто рослина перетасовувала ресурси між своїми частинами», — пояснив доктор Нінкович.

Аналіз показав, що найсильніше на сигнали зростання впливали такі сполуки, як бензилнітрил, ліналоол та октанал, які забезпечують знайомі людині квіткові (як-от лаванда чи цитрус), а також землисті й металеві аромати.

Еволюційне значення відкриття

На думку шведських дослідників, така хімічна взаємодія сформувалася в процесі тривалої еволюції і є нормою для більшості видів у рослинному світі.

«Рослини виділяють багату суміш летких сполук як нормальну частину своєї біології, і з еволюційного погляду було б логічно, якби сусіди розвинули здатність вловлювати хімічні сигнали один одного протягом мільйонів років співіснування. Ми вважаємо, що цей тип конститутивної взаємодії ЛОС, ймовірно, може бути широко поширений у всьому рослинному світі, хоча конкретні сполуки, що беруть участь, і сила реакції, ймовірно, сильно відрізнятимуться між видами», — підсумував Велемір Нінкович.

Нагадаємо, наближається Трійця — Зелені свята, які споконвіку супроводжуються традицією прикрашати свої оселі духмяними травами та освячувати букети в церкві. Хтось несе до храму пишний букет із чебрецем і любистком, хтось прикрашає хату березовими гілками, а хтось просто купує щось зелене на ринку і щиро сподівається, що вгадав.

Читати публікацію повністю →