Ученые из России выяснили, как пшеница предупреждает себя об опасности
Российские биологи показали, что растения — в частности, пшеница — «предупреждают» свои разные части об неблагоприятных условиях с помощью особых электрических сигналов.
Биологи из Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского выявили механизм, который помогает растениям «предупреждать» свои разные части об опасности. Выяснилось, что осуществляется он с помощью особых электрических сигналов. Результаты своей работы исследователи опубликовали на страницах журнала Frontiers in Plant Science.
Электрические импульсы возникают в результате изменения концентрации ионов внутри и снаружи растительной клетки. Оно приводит внутри клетки либо к деполяризации —накоплению положительного заряда, либо к гиперполяризации — накоплению отрицательного заряда. Эти изменения далее распространяются по растительным тканям. Считалось, что растение передает сигналы первым способом, однако в реальности он наблюдался только в критических ситуациях.
Российские ученые уже показали, что с помощью гиперполяризации растения реагируют на характерные для природных условий раздражители. Теперь же они решили выяснить, как именно такие электрические сигналы влияют на растения. В ходе эксперимента исследователи умеренно — до 40 °С — нагревали пшеницу и облучали ее синим светом: такие условия могут быть наблюдаться в реальных условиях при жаре и засухе.
Выяснилось, что эти стимулы заставляли растение генерировать гиперполяризационные электрические сигналы — в том числе и при умеренной засухе (пшеницу на неделю оставили без воды). Их выраженность была напрямую связана со снижением эффективности фотосинтеза. При сильной же засухе — до 14 дней без полива — сигналы были менее интенсивны.
По мнению ученых, результаты их эксперимента говорят о том, что гиперполяризация играет важную роль в адаптации к неблагоприятным, но в целом переносимым условиям среды: подавляя фотосинтез, она позволяет растению перейти в энергосберегающий режим. Ели же если на растение действуют сильные раздражители, то передача сигналов об опасности происходит уже другим путем.