Цветки взяли пыльцу под контроль

Биологи установили, что завязь цветка строго контролирует прорастание опыляющей его пыльцы - немедленно после оплодотворения завязь становится недоступна для всех опоздавших пылинок, но если оплодотворение по каким-то причинам не произошло, рост пыльцевых трубок начинается снова. Работа опубликована в журнале Current Biology, ее краткое содержание приводит ScienceNow.

Распознавание свой/чужой происходит у растений путем молекулярных "переговоров" между рыльцем и пыльцой. Однако, если на рыльце попадают несколько пылинок своего вида, между ними начинается "гонка" с целью как можно быстрее проникнуть в завязь. Оказалось, что этой гонкой полностью управляет сама завязь.

Провести эксперимент биологам помогла мутация hap2, которая делает модельное растение Arabidopsis стерильным: пыльца таких растений нормально адсорбируется на рыльце и проникает внутрь завязи, но не может оплодотворить яйцеклетку. Ученые генетически изменили Arabidopsis так, чтобы процесс прорастания пыльцы к завязи можно было наблюдать во флюоресцентный микроскоп.

Смешивая в разных соотношениях пыльцу нормальных растений и пыльцу растений, несущих мутацию hap2, авторы обнаружили, что количество пыльцевых трубок определяется завязью.

В случае, когда вся пыльца была нормальной, все завязи содержали только одну трубку, образованную пылинкой-лидером. Все остальные пылинки оставались на старте. Если в смеси попадалась мутантная пыльца, то количество пыльцевых трубок возрастало.

Завязь, которую не могла оплодотворить мутантная пылинка-лидер, привлекала новые пылинки, которые образовывали новые трубки. В основе этого привлечения лежал гормон, выработка которого резко прекращалась сразу после оплодотворения - именно он руководил направлением роста пыльцевой трубки. Природу гормона авторам, впрочем, пока установить не удалось.

Перед каждым цветковым растением стоит противоречивая задача: с одной стороны, для повышения вероятности опыления необходимо обеспечить максимальную доступность цветка для пыльцы. С другой стороны, в завязь должны проникнуть только одна пылинка, причем именно нужного вида. Для решения этой задачи растения используют сложные механизмы молекулярного распознавания, разнесение периодов цветения и специализацию по опылителям.