Ученые выяснили, каким образом растения узнают своих "братьев" и "сестер", произошедших из семян одного и того же материнского растения. Сам факт идентификации растениями своих родственников был известен давно, однако механизм этого процесса исследователи выяснить не могли. Новая работа опубликована в журнале Communicative & Integrative Biology, а ее краткое изложение приведено в пресс-релизе университета штата Делавэр.
Растения добывают растворенные в почве питательные вещества при помощи своих корней. Чем более разветвлена корневая система, тем с большего объема грунта растение может "питаться". Ботаники обратили внимание, что растения-родственники, обитающие в почве рядом, не конкурируют друг с другом за ресурсы - их корневые системы остаются относительно неразветвленными. При этом если неподалеку находится растение того же вида, но не являющееся "братом" или "сестрой", конкуренция между соседями является весьма острой.
Чтобы выяснить, как растения определяют родственные связи, ученые выращивали в лаборатории резуховидку Таля, или арабидопсис Arabidopsis thaliana. Проростки A. thaliana помещались в жидкую среду, содержащую корневые экстракты от родственных или не родственных растений того же вида. Известно, что корни выделяют множество различных веществ. По мере роста ученые измеряли длину и разветвленность корней арабидопсисов, а также длину стеблей (так как ресурс питательных веществ ограничен, чем более разветвленной является корневая система, тем короче обычно надземная часть).
Оказалось, что в присутствии экстрактов корней "чужаков" A. thaliana развивают значительно более сложную корневую систему, чем в среде, содержащей экстракты родственных растений. В одном из опытов ученые ингибировали корневую секрецию при помощи ортованадата натрия. Растения, помещенные в среду с экстрактом корней арабидопсиса после обработки ортованадатом, не проявляли признаков узнавания родственников или чужаков.
Физиология растений значительно отличается от физиологии животных, поэтому законы, открытые зоологами и физиологами, для них не работают. Тем не менее, было выяснено, что растения могут общаться друг с другом и подстраиваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Однако авторы одной из недавних работы показали, что в долгосрочной перспективе растения изменяются "неохотно". Такой консерватизм делает глобальное потепление более опасным для растений, чем считалось.