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
26-10-2012 Просмотров:10931 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Динозавры среди нас. Мы называем их птицами. По крайней мере так думает большинство палеонтологов. Но откуда же взялись крылья? Орнитомим из Канады (изображение Royal Tyrrell Museum)Новые открытия говорят о том, что...
25-06-2013 Просмотров:9454 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Чередование растительных культур на сельскохозяйственных полях преследует две цели. Во-первых, у разных растений разные требования к почве, и, варьируя культуры, мы защищаем почву от истощения по какому-то одному показателю: если...
04-03-2015 Просмотров:8288 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Загадочное семейство морских животных Chancelloriidae, живших в кембрийском периоде, долгое время считали близкими родственниками губок. Однако новое исследование показывает, что по своему строению ханцеллорииды чем-то ближе к кораллам, а чем-то...
27-10-2012 Просмотров:13747 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Рыбки брызгуны, обитатели пресноводных водоёмов, добывают пищу необычным способом, сбивая насекомых струйкой воды. Рыба видит цель, сидящую на листе или на ветке над водой, и буквально плюёт в неё мощной...
09-09-2012 Просмотров:11743 Новости Экологии Антоненко Андрей
Тропическая растительность вносит важный вклад в образование дождей. Источник - Rex FeaturesБританские климатологи из Лидского университета пришли к выводу, что продолжающаяся вырубка тропических лесов в будущем уменьшит число атмосферных осадков, что...
Подцарство Раздел Подраздел Надкласс
Мы привыкли смотреть на медоносных пчёл как на самых эффективных опылителей. Многие фермеры уверены в том, что бóльшую часть других насекомых, которые тоже занимаются опылением, можно заменить на домашних пчёл,…
Столкновение Индии и будущей Евразии, произошедшее примерно 50 миллионов лет назад, было причиной наступления последнего периода оледенения в истории Земли, заявляют геологи из MIT, опубликовавшие статью в журнале PNAS. "Никто не сомневается в том, что тектоника управляет климатом,…
Скорости ветра в низких широтах южного полушария Венеры по неизвестным причинам постоянно увеличивалась в течение последних лет — c 2006 по 2013 год средняя скорость выросла на 25 метров в секунду, выяснили российские ученые, анализировавшие данные европейского зонда…
Черепа древних млекопитающих продемонстрировали, что вскоре после гибели динозавров размеры тела животных стали быстро расти и увеличились в сотню раз. Некоторые из черепов древних млекопитающих, найденных в Корал-Блаффс в Колорадо / ©HHMI Tangled…
Хорошо сохранившийся скелет некрупного двуногого динозавра канадские палеонтологи обнаружили в провинции Альберта еще в 1993 году. По итогам не слишком тщательного изучения его причислили к довольно широко распространенному и хорошо…
Недавно американские ученые выяснили, каким образом местные виды муравьев борются с наглым захватчиком, аргентинским муравьем. Нашествие этого вредителя из Южной Америки не могут остановить даже люди. А вот муравьям это…
Растения, поедающие растения, — такое возможно на какой-нибудь фантастической планете, в приключенческом романе, в историях про мутантов и экологические катастрофы. Однако статья об этом вышла отнюдь не в развлекательном журнале,…
Гигантская морская черепаха, жившая 70 млн лет назад у побережья Африки, обладала уникальным ротовым аппаратом, напоминающим пипетку. До сих пор ничего подобного палеонтологам у рептилий не встречалось. Гигантская кожистая черепахаВ истории…
Вверх