Слежка дала плоды. Ученые впервые засняли на видео, как растения общаются между собой

Команда из Университета Сайтама в Японии наблюдали за тем, как незаметно для нас растения окружены тонким туманом переносимых по воздуху соединений, которые они используют для общения друг с другом и защиты. Подобно запахам, эти соединения способны отпугнуть голодных хищников или предупредить соседние растения об их приближении.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ученые впервые узнали об этих защитных механизмах растений еще в 1980-х годах, после этого они были обнаружены у более 80 растений. Позже ученые даже смогли записать, как растения кричат от боли и стресса. Однако то, как другие растения принимают и реагируют на эти сигналы постоянно ускользало от исследователей.

В своей работе молекулярные биологи Юрий Аратани и Такуя Уэмура установили насос для передачи соединений, выделяемых поврежденными и пораженными насекомыми растениями, их неповрежденным соседям. Кроме того, команда установила флуоресцентный микроскоп, чтобы наблюдать за растениями.

В ходе эксперимента гусениц (Spodopteralitura) посадили на срезанные листья растений и запечатлели реакцию второго, неповрежденного растения, свободного от насекомых. Отметим, что растения в эксперименте не были обычными, их генетически изменили, чтобы клетки содержали биосенсор, светящийся зеленым светом при обнаружении притока ионов кальция. К слову, человеческие клетки также используют передачу ионов кальция для общения.

Ученым удалось визуализировать, как растения реагируют на купание в летучих соединениях, которые растения выделяют в течение нескольких секунд после повреждения. Для этого ученые использовали пластиковую бутылку, в которой концентрировались соединения и с постоянной скоростью закачивались в растение-реципиент.

На видео, снятом учеными, видно как неповрежденные растения громко и четко воспринимают сообщения поврежденных растений, отвечая всплесками сигналов кальция, пробегающими по вытянутым листьям.

Команда проанализировала соединения, передаваемые по воздуху и обнаружила, что два из них под названием Z-3-HAL и E-2-HAL индуцируют сигналы кальция. Ученым также удалось определить, какие клетки первыми реагировали на сигналы бедствия растений. Более того, предварительная обработка растений фитогормоном, который закрывает устьица, значительно снижает передачу сигналов кальция, что позволяет предположить, что устьица действуют как "ноздри" растения.

По словам старшего автора исследования Масацугу Тойота, им с коллегами впервые удалось заснять, как растения общаются между собой, передавая и принимая сигналы бедствия.