Жаңа зерттеу нәтижелері өсімдіктердің жапырақтары физикалық түрде жанасқанда, олардың арасында биологиялық сигналдық желі қалыптасатынын көрсетті. Бұл желі өсімдіктерге бір-бірін жақындап келе жатқан күйзеліс туралы ескертуге мүмкіндік береді. Мұндай механизм өсімдіктердің қарқынды жарыққа — кең таралған экологиялық мәселелердің бірі — төзімділігін арттыра алады.

Өсімдіктер артық жарыққа қалай жауап береді

BioRxiv платформасында жарияланған, бірақ әлі рецензиядан өтпеген зерттеуде төзімділік өсімдіктің артық жарыққа елеулі зақымсыз төтеп беру қабілеті ретінде анықталды, мысалы, жапырақтардың зақымдануы. Ғалымдар зақымдану деңгейін жапырақтан иондардың ағып шығуын өлшеу арқылы бағалады: иондардың ағып шығуы аз болған сайын, өсімдіктің жарық күйзелісіне төзімділігі жоғары болады.

Өсімдіктер арасындағы физикалық байланыс әсері

Миссури университетінің өсімдік физиологы Рон Миттлердің айтуынша, бір-бірімен физикалық байланыста болған өсімдіктер жарық күйзелісіне жеке өскен өсімдіктерге қарағанда төзімдірек болады. Бұл топтық өсімдіктердің жапырақтары жанасқан және жанаспай өскен топтарды салыстыру арқылы дәлелденді.

Эксперименттік әдіс

Зерттеуде Arabidopsis thaliana атты шағын арамшөп қолданылды. Бір топ өсімдіктердің жапырақтары жанасатындай, ал екінші топта жанаспайтындай орналастырылды. Физикалық байланыс орнатылғаннан кейін өсімдіктерге қатты күн сәулесін еліктейтін жарық әсер етті. Кейін ғалымдар зақымдануды иондардың ағып шығуы мен күйзеліс көрсеткіші болып табылатын антоциандардың жиналуы арқылы өлшеді.

Нәтижелер көрсеткендей, байланыста болған өсімдіктерде жапырақ зақымдануы мен антоциан деңгейі төмен болды. Ал жеке өскен өсімдіктерде антоциан деңгейі айтарлықтай жоғары болды. Миттлердің айтуынша, егер бір өсімдік күйзеліске ұшыраса, ол сигналды оған жанасқан барлық өсімдіктерге береді, нәтижесінде бүкіл топ төзімді бола түседі.

Химиялық және электрлік сигналдардың рөлі

Сигналдардың берілу механизмін анықтау үшін зерттеушілер химиялық сигналдарды бере алмайтын генетикалық түрлендірілген өсімдіктерді пайдаланды. Экспериментте өсімдіктер үштік тізбекке орналастырылды: таратушы, аралық және қабылдаушы. Егер аралық өсімдік мутант болса, қабылдаушы өсімдік күйзелістен қорғаныс ала алмады. Бұл сутегі асқын тотығының бөлінуі төзімділікті арттыруда маңызды рөл атқаратынын көрсетті.

Өсімдіктер арасындағы кооперация

Зерттеу өсімдіктер өміріндегі кооперативтік жақты айқындайды. Әдетте олар кеңістік, жарық және қоректік заттар үшін бәсекелеседі, бірақ күйзеліс жағдайында тіршілік ету үшін біріге алады. Миттлер мұны эволюциялық ымыра деп санайды: қатал жағдайда топпен өсу тиімді, ал қолайлы ортада — жеке өсу пайдалырақ.

Корнелл университетінің өсімдік биологы Пиуш Джайн, зерттеуге қатысқан ғалым, бұл жұмыстың эксперименттік дизайны өсімдіктер арасындағы жерүсті коммуникацияның аз зерттелген жолдарын жақсырақ түсінуге көмектесетінін және химиялық пен электрлік сигналдардың жарық күйзелісіне төзімділіктегі рөлін анықтауға жауап беретінін атап өтті.