Po raz pierwszy naukowcy byli w stanie zaobserwować, w jaki sposób rośliny przekazują i odbierają sygnały podczas “rozmowy”.
Rośliny nadal mogą komunikować się ze sobą niezauważone przez nas, zwłaszcza gdy są zestresowane. Wcześniej naukowcy zarejestrowali już rośliny krzyczące z bólu i stresu, ostrzegające sąsiadów o zbliżającym się zagrożeniu. Tym razem jednak naukowcy poszli dalej – po raz pierwszy w historii udało im się nagrać na wideo, jak rośliny komunikują się ze sobą, pisze Science Alert.
Zespół z Uniwersytetu Saitama w Japonii zaobserwował, w jaki sposób rośliny są niewidocznie otoczone delikatną mgiełką związków unoszących się w powietrzu, które są wykorzystywane do komunikowania się ze sobą i ochrony. Podobnie jak zapachy, związki te mogą odstraszać głodne drapieżniki lub ostrzegać sąsiednie rośliny przed ich zbliżaniem się.
Naukowcy po raz pierwszy dowiedzieli się o tych mechanizmach obronnych roślin w latach 80. i od tego czasu zostały one zidentyfikowane w ponad 80 roślinach. Później naukowcy byli nawet w stanie nagrać rośliny krzyczące z bólu i stresu. Jednak to, w jaki sposób inne rośliny odbierają te sygnały i reagują na nie, wciąż wymyka się badaczom.
W swojej pracy biolodzy molekularni Yurii Aratani i Takuya Uemura zainstalowali pompę do przenoszenia związków uwalnianych przez uszkodzone i zaatakowane przez owady rośliny do ich nieuszkodzonych sąsiadów. Zespół zainstalował również mikroskop fluorescencyjny do obserwacji roślin.
Podczas eksperymentu gąsienice (Spodopteralitura) były sadzone na ściętych liściach roślin i rejestrowano reakcję drugiej, nieuszkodzonej rośliny wolnej od owadów. Należy zauważyć, że rośliny w eksperymencie nie były zwykłymi roślinami; zostały one genetycznie zmienione tak, aby komórki zawierały biosensor, który świeci na zielono po wykryciu napływu jonów wapnia. Nawiasem mówiąc, ludzkie komórki również wykorzystują transfer jonów wapnia do komunikacji.
Naukowcy byli w stanie zwizualizować reakcję roślin na kąpiel w lotnych związkach, które rośliny uwalniają w ciągu kilku sekund od uszkodzenia. W tym celu naukowcy wykorzystali plastikową butelkę, w której skoncentrowano związki i pompowano je do rośliny biorcy ze stałą prędkością.
Zdjęcie: Nature Communications
Film nakręcony przez naukowców pokazuje, jak nieuszkodzone rośliny głośno i wyraźnie odbierają komunikaty uszkodzonych roślin, reagując wybuchami sygnałów wapniowych biegnących przez ich wyciągnięte liście.
Zespół przeanalizował związki unoszące się w powietrzu i odkrył, że dwa z nich, zwane Z-3-HAL i E-2-HAL, indukują sygnalizację wapniową. Naukowcom udało się również zidentyfikować komórki, które jako pierwsze zareagowały na sygnały alarmowe roślin. Co więcej, wstępne traktowanie roślin fitohormonem, który zamyka aparaty szparkowe, znacznie zmniejsza sygnalizację wapniową, co sugeruje, że aparaty szparkowe działają jak “nozdrza” rośliny.
Według Masatsugu Toyoty, starszego autora badania, on i jego koledzy byli w stanie po raz pierwszy sfilmować, w jaki sposób rośliny komunikują się ze sobą, wysyłając i odbierając sygnały alarmowe.
