В корнях растений обнаружили «термометры»

Корни растений не настолько «слепы» и «глухи», какими кажутся. Ученые из германского Галле-Виттенбергского университета обнаружили, что у корней есть система, позволяющая определять температуру почвы и менять направление роста, находя оптимальные условия. Об этом рассказывается в новой статье Марселя Квинта (Marcel Quint) и его соавторов, опубликованной в The EMBO Journal.

До сих пор было принято думать, что корни не способны реагировать на условия среды сами по себе и всего лишь передают сигналы наверх, в стебель, получая обратно направляющие сигналы для роста. Однако эти представления удалось опровергнуть новыми опытами с растениями резуховидки, томатов и капусты, которые выращивали в условиях строго контролируемой температуры, постепенно повышая ее от 20 до 28 градусов Цельсия.

В ответ на повышение температуры клетки на кончиках корней делились активнее, и корни вырастали длиннее. Обрезание стеблей никак не повлияло на этот процесс. Кроме того, биологи использовали ГМ-растения, в стеблях которых была нарушена система регистрации и реакции на высокую температуру. Их прививали на нормальные корни и снова продемонстрировали, что те реагируют на температуру сами по себе, даже при наличии «дефектного» стебля.

Биохимические исследования показали, что при повышении температуры почвы в корнях активнее производится гормон роста ауксин. Он переносится в апикальные части корня (к кончикам), где стимулирует деление клеток, заставляя их быстрее вытягиваться и уходить глубже в почву, в более прохладные ее слои. «Жара и засуха часто идут рука об руку, так что для растения кажется совершенно логичным стремиться на глубину, где больше воды», — пояснил профессор Квинт. Возможно, при этом растения сообщают о происходящем соседям, обмениваясь химическими сигналами через те же корни.

Любопытно, что при росте температуры в стебле также синтезируются ауксины, но его реакция на них совсем другая. В ответ на гормон местные клетки становятся длиннее, делая и стебель, и листья более тонкими, узкими, чтобы минимизировать потери влаги. Понимание этих механизмов позволит лучше предсказывать, как глобальное потепление повлияет на растительный мир планеты, в особенности — на сельское хозяйство, от производительности которого зависит судьба всего человечества.