Раскрыт секрет распознавания растениями своих сородичей

Как не имеющим глаз и ушей растениям удаётся определить, что рядом с ними произрастают именно их родственники, а не враждебные незнакомцы? Биологи из университета Делавэра (University of Delaware) провели масштабное исследование и определили один из механизмов, который помогает представителям флоры в столь не лёгком деле.

Авторы новой работы Харш Бейс (Harsh Bais) и Мередит Берджицки (Meredith Bierdrzycki) с одним из представителей рода Arabidopsis (фото University of Delaware).

В 2007 году учёные установили, что растения способны узнать своих родственников, выращенных из семян той же материнской особи. Однако тогда биологи не смогли определить, как они это делают. Распознавание проявлялось в отсутствие войн среди корней (за охват как можно большего количества почвы и как следствие большего количества воды и полезных веществ).

Бейс решил, что необходимо провести дальнейшие исследования и выяснить, какой механизм стоит за этим самым узнаванием. В качестве подопытных кроликов американскими биологами были выбраны представители вида Arabidopsis thaliana. Эти цветковые растения изучаются во многих лабораториях мира, а потому учёные намеренно взяли дикую популяцию, чтобы ненароком не подпортить результаты исследования случайными "кузенами".

В эксперименте молодая рассада была помещена в жидкость, содержащую (в разных случаях) выделения корней сестёр и братьев растений, "незнакомцев", а также их собственную секрецию. Затем биологи в течение семи дней замеряли длину самого длинного бокового корня и гипокотиля (структуры, из которой позже развивается первый листок) каждой особи Arabidopsis thaliana.

В отдельном эксперименте в жидкость был добавлен ортованадат натрия, который блокирует секрецию корней, но не влияет на их рост. Всего учёными было исследовано около трёх тысяч растений.

В своей статье в журнале Communicative & Integrative Biology авторы пишут, что наличие в среде секреции чужих корней привело к удлинению основного бокового корня растения.

Однако при добавлении ортованадата растения переставали распознавать незнакомцев. Чуть позже те же результаты были воспроизведены в лаборатории биологов, открывших столь странное свойство близкородственных растений. Получается, что биохимические процессы определяют общение корней между собой и распознавание растений друг другом.

Произрастающие рядом незнакомцы имеют обычно короткий стебель, так как под землёй они борются за ресурсы, развивая мощную корневую систему. Когда близко посажены родственники, их корни обычно меньше, а сами растения соответственно больше. Позже Бейс и Берджицки заметили, что чужаки также почти не соприкасаются стеблями и листьями. Впрочем, с механизмом этого "взаимодействия" биологам ещё только предстоит разобраться.

Открытие пригодится сельскому хозяйству и даже частным садоводам, отмечает Бейс в пресс-релизе университета. "Часто мы высаживаем растения рядом друг с другом, и когда они плохо растут, то мы виним их производителя или патогены, находящиеся в почве. Но, вероятно, ещё кое-какие причины определяют отсутствие хорошего урожая", — добавляет исследователь.