Растения используют систему кальциевой сигнализации, чтобы сообщить о повреждениях — Naked ScienceNaked Science
14.09.2018, 14:57
5 минут
Naked Science
8

Растения используют систему кальциевой сигнализации, чтобы сообщить о повреждениях

Если один лист растения поврежден, другим его частям с помощью изменения уровня кальция в клетках передаются сигналы об угрозе.

snimok_ekrana_2018-09-14_v_17

Когда комар кусает вас за плечо, вы сразу смахиваете его, стараясь не допустить еще одного укуса. Растения так делать не могут, но, как обнаружили ученые, они способны предупреждать свои еще не «атакованные» части о надвигающейся угрозе.

 

Международная группа исследователей из Японии и США доказала, что при повреждении какой-либо части растения глутамат, присутствующий в нем, запускает кальциевую сигнализацию в клетках. Это становится своего рода системой оповещения других частей растения о повреждениях. Исследование опубликовано в журнале Science.

 

Известно, что хоть у растений и нет центральной нервной системы, как у животных, они могут реагировать на раздражители и распространять по организму электрические сигналы, напоминающие нервные импульсы. То, что клетки растений способны генерировать электрический сигнал, впервые обнаружил индийский ученый Джагадис Чандра Бозе (Jagadish Chandra Bose) еще около века назад.

 

Интересно, что в ответ на раздражители растения могут демонстрировать внешние проявления. Например, изменять свою ориентацию в пространстве. Явление, когда растение изгибается по направлению к источнику света, называется фототропизмом. Есть и более знакомый нам пример, когда части растения реагируют на изменение температуры: например, мимоза, скручивающая листья на холоде. Такая реакция называется термотропизмом.

 

Исследователи из Японии и США изучали, как гравитация влияет на растение семейства капустных резуховидку (Arabidopsis). Для того чтобы узнать, как уровень кальция изменяется в клетках растений при разных условиях, ученые наблюдали за мечеными белками, меняющими интенсивность флуоресценции при изменении концентрации кальция. В ходе исследования случайно было обнаружено интересное явление: когда часть растения, например лист, повреждалась, по остальным частям распространялось флуоресцентное свечение, свидетельствующее о том, что происходит кальциевая сигнализация, то есть последовательное изменение концентрации кальция в клетках. Этот процесс запечатлен на видео ниже.

 

©Science Magazine

 

Выяснилось, что уровнем кальция в клетках растения управляет глутамат — в то же время он исполняет роль возбуждающего нейротрансмиттера в нервной системе животных. Таким образом, системы сигнализаций оказались невероятно похожи друг на друга, хоть у растений электрические сигналы двигаются гораздо медленнее нервных импульсов. Впрочем, этой скорости хватает, чтобы отдаленные части растения могли успеть повысить уровень гормонов, связанных с защитой. Так растения готовятся к будущим угрозам.

 

У растений есть множество способов защиты. В этом видео мы подробно рассказываем о самых интересных.

Вчера, 10:52
3 минуты
Сергей Васильев

Под ярким синим излучением светодиодов повреждения нейронов развивались у дрозофил независимо от наличия глаз.

Сегодня, 15:16
4 минуты
Илья Ведмеденко

Перспективную ракету-носитель от компании Firefly Aerospace могут снабдить новым двигателем, разработанным Aerojet Rocketdyne. Однако окончательный выбор еще не сделан.

17 октября
5 минут
Илья Ведмеденко

Американские военные намерены получить прототип инновационного орудия в 2023 году.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.