Ученые выяснили неожиданную вещь о растениях: за кем они "шпионят"

Здоровые растения могут по запаху определять, как быстро растут их соседи. Благодаря этим ароматическим сигналам они решают, что делать дальше: активнее расти самим или включать защиту, изменяя работу своих генов.

Процент сообщает Daily Star.

Что такое летучие органические соединения и как они действуют

Летучие органические соединения — это вещества на основе углерода, которые легко улетучиваются в воздух. Обычно растения производят их для взаимодействия с насекомыми-опылителями, травоядными животными и другой флорой. Они также формируют природные ароматы растений и используются в парфюмерии и пищевой промышленности.

Ранее считалось, что растения выделяют такие химические сигналы только при повреждении (как сигнал тревоги для соседей). Однако новое исследование показало, что постоянный обмен запахами происходит и между вполне здоровыми культурами в условиях конкуренции за выживание.

«Здоровые невредимые растения постоянно выделяют в воздух собственные химические отпечатки, а их соседи активно считывают эти сигналы, чтобы корректировать не только свою защиту, но и всю свою стратегию роста. Это сродни непрерывному разговору между соседями, и открытие того, что эти фоновые ЛОС могут изменять рост и активность генов, открывает новое измерение в нашем понимании коммуникации растений», — заявил ведущий автор исследования, доктор Велемир Нинкович.

Как проходил лабораторный эксперимент

Для исследования ученые использовали три сорта одной из важнейших зерновых культур в мире – ячменя. Они имели разные профили запахов и росли с разной скоростью. Медленнорастущий сорт Fairytale (Фейритейл) и быстрорастущий сорт Salome (Саломе) подвергли влиянию ЛОС всех трех сортов, после чего в течение 25 дней анализировали их физические изменения и экспрессию генов.

Эксперимент показал, что растения изменяли свою общую биомассу в зависимости от того, какие именно ЛОС они улавливали. В то же время, контакты между соседями с одинаковыми темпами развития почти не давали эффекта.

«Растения-реципиенты ЛОС скорректировали свой рост, чтобы соответствовать конкурентному давлению, о котором сигнализировал запах их соседа: они росли больше, когда контактировали с быстрорастущим соседом, и меньше, когда контактировали с медленно растущим. Этот эффект наблюдался последовательно на всех частях растения, листьях, стеблях и корнях, а не просто растение перетасовывало ресурсы между своими частями», – пояснил доктор Нинкович.

Анализ показал, что сильнее всего на сигналы роста влияли такие соединения, как бензилнитрил, линалоол и октанал, которые обеспечивают знакомые цветочные (например, лаванда или цитрус), а также землистые и металлические ароматы.

Эволюционное значение открытия

По мнению шведских исследователей, такое химическое взаимодействие сформировалось в процессе продолжительной эволюции и является нормой для большинства видов в растительном мире.

«Растения выделяют богатую смесь летучих соединений как нормальную часть своей биологии, и с эволюционной точки зрения было бы логично, если бы соседи развили способность улавливать химические сигналы друг друга на протяжении миллионов лет сосуществования. Мы считаем, что этот тип конститутивного взаимодействия ЛОС, вероятно, может быть широко распространен во всем растительном мире, хотя участвующие конкретные соединения и сила реакции, вероятно, будут сильно отличаться между видами», — подытожил Велемир Нинкович.

Напомним, приближается Троица — Зеленые праздники, которые испокон веков сопровождаются традицией украшать свои дома душистыми травами и освящать букеты в церкви. Кто-то несет в храм пышный букет с тимьяном и любистком, кто-то украшает дом березовыми ветвями, а кто-то просто покупает что-нибудь зеленое на рынке и искренне надеется, что угадал.