Все растения Земли не стали смертельно ядовитыми для вредителей из-за того, что производство токсинов крайне негативно влияет на скорость роста и размножения, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале PNAS.
"Мы впервые показали, что огромные "вложения" в оборону всегда уменьшают то количество ресурсов, которое флора могла бы использовать для роста и размножения. Мутантные растения действительно были неуязвимы для атак насекомых и грибков, но они росли крайне медленно, что было заметно даже любому случайному прохожему", — рассказывает Цянь Го (Qiang Guo) из университета штата Мичиган в Ист-Лэнсинге (США).
"Война" между растениями и травоядными животными, как рассказывают ученые, давно стала одним из самых продолжительных конфликтов в истории Земли. Она продолжается уже свыше 350 миллионов лет.
За это время растения выработали бесчисленное множество токсинов и научились "засеивать" свои клетки несъедобными частицами кремния для того, чтобы защитить себя от посягательств животных, а последние – выработали ферменты, нейтрализующие эти яды и обезвреживающие наночастицы.
Учитывая то, что животные не могут самостоятельно извлекать энергию из света и тепла Солнца, ученые достаточно давно пытаются понять, почему растения не одержали полную и безоговорочную победу в этой "войне", став абсолютно несъедобными для всех животных.
Го и его коллеги нашли возможную причину, наблюдая за жизнью трансгенных саженцев арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), дальнего родича капусты, у которых были повреждены гены из семейства JAZ, управляющие работой "иммунной системы" растений.
Эти гены, как отмечает генетик, помогают нормальным растениям временно "отключать" защитные реакции в те времена, когда их жизни ничто не угрожает. Как только гусеницы, коровы или другие "вредители" начинают атаковать растение, оно подавляет работу JAZ и начинает вырабатывать токсины и летучие сигналы, предупреждающие соседей об опасности.
Ученых давно интересует, управляют ли гены JAZ ростом растений. С одной стороны, возможно, что они активно перенаправляют ресурсы и нарушают работу фотосинтеза при появлении угрозы. С другой стороны, их активность может влиять на набор биомассы и размножение опосредованно, из-за общего "дефицита" питательных веществ.
Повреждая разные комбинации этих генов, Го и его команда пытались понять, какая из теорий ближе к истине, и что мешает растениям создать "идеальную" защиту.
Как показали эксперименты, уничтожение большей части JAZ приводит к тому, что растение навсегда переключается в "боевой" режим, но при этом резко снижает скорость роста и темпы размножения. Получив подобные результаты, ученые проверили, что произойдет, если "подкормить" растение сладкой водой.
Опыт резко ускорил рост мутантного арабидопсиса и подтвердил, что защитные механизмы "отнимают" ресурсы, которые растение обычно тратит на размножение и увеличение биомассы.
Это, в свою очередь, объясняет, почему растения до сих пор не победили вредителей. При недостатке пищи и ресурсов им выгоднее не защищаться, а направлять максимальное количество ресурсов на размножение и рост. Это помогает не отстать от других представителей флоры при захвате новых ареалов обитания и в дальнейшей эволюции, заключают ученые.
Источник: РИА Новости
04-07-2018 Просмотров:2705 Новости Эволюции 
Антоненко Андрей
Миллиарды лет животные обходились без шеи. Но когда древним рыбам пришлось выбраться на сушу, строение их тела сильно изменилось. Удлинился позвоночник, голова приобрела подвижность, органы чувств могли воспринять больше информации. Все это...
23-12-2014 Просмотров:7594 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые поймали в индонезийских лесах рекордное количество новых видов жуков-долгоносиков. Многим из них грозит вымирание в ближайшие десятилетия. Энтомологи описали за раз почти сто новых видов жуковСтатья с описанием новых видов...
23-12-2012 Просмотров:11214 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Устройство головы зародышей миксин — примитивных бесчелюстных и беспозвоночных животных — оказалось идентичным аналогичной части тела древних панцирных рыб, и ее изучение поможет биологам прояснить историю эволюции челюстей, говорится в...
21-05-2015 Просмотров:8118 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Изучение РНК панд показало, что их кишечная микрофлора скорее приспособлена к перевариванию мяса, а не бамбука — а этот последний панды усваивают плохо, хотя это их основная пища. Подробности исследования опубликованы в...
13-09-2017 Просмотров:3691 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Один из открытых недавно муравьев, живших в меловом периоде, как выясняется, насаживал своих жертв на специальный металлизированный рог, росший у него на лбу, и жадно всасывал вытекающую из добычи гемолимфу...
Животным понадобилось каких-то 85 млн лет (мгновение по геологическим меркам) на то, чтобы развиться и обжить бóльшую часть суши и океанов. Хотя ископаемые останки и молекулярная биология могут многое рассказать…
Что будет, если вдруг в результате катастрофы все люди исчезнут с лица Земли? Сможет ли кто-нибудь из животных создать хоть что-то вроде цивилизации? Скорее всего, да. На это способны забавные…
Учёные проанализировали молекулярно-генетические отличия мозга человека от мозга обезьян. Хотя у шимпанзе мозг в два раза меньше, чем у человека, учёные полагают, что главные отличия нашего мозга от обезьяньего — качественные,…
У морских звёзд, наверное, самый необычный способ терморегуляции: когда им становится слишком жарко, они просто отбрасывают один из своих лучей. Правда, к этому способу они прибегают только в крайних случаях,…
Палеонтологи откопали в Ульяновской области кости плиозавра, вымершего морского хищника. Судя по строению его зубов, которые напоминают зубы тираннозавра, плиозавр нападал на крупную добычу. Об этом говорится в статье российских и…
Ученые нашли в Китае останки удивительного летающего ящера, неожиданно указавшие на то, что птерозавры, а не динозавры, были первыми обладателями полноценных перьев. Его фотографии и описание были представлены в журнале…
Эксперты Всемирной метеорологической организации (ВМО) официально признали недействительным установленный 90 лет назад в Ливии рекорд самой высокой температуры воздуха в мире - 58 градусов Цельсия, по заключению ученых, рекордная температура…
Палеонтологи обнаружили древнего ракоскорпиона с изогнутым хвостом с длинной иглой на конце. Возможно, он убивал своих жертв, нанося удар сбоку. Slimonia acuminataОб этом говорится в статье канадских ученых из Университета Альберты,…
Палеонтологи откопали в США древнейших ракоскорпионов. Длина тела самых крупных из них могла доходить до 170 сантиметров. РакоскорпионОб этом говорится в статье американских ученых из Университета Айовы, опубликованной в журнале BMC Evolutionary Biology. Ракоскорпионы…
Вверх