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
25-02-2013 Просмотров:13180 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Отличительная черта фотосинтеза в растениях — расщепление воды и производство кислорода. Но некоторые группы бактерий занимаются фотосинтезом, не вырабатывая кислорода: окисляя железо, например. Эволюционные биологи полагают, что эти формы фотосинтеза...
29-05-2014 Просмотров:8076 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Энтомологи впервые выявили прямую связь между климатическими изменениями и окраской насекомых. Выяснилось, что за последние 20 лет в Европе стало меньше темноокрашенных бабочек и стрекоз. Стрекоза-стрелка Coenagrion scitulumОб этом говорится в...
02-09-2013 Просмотров:9920 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи давно обсуждают - были ли “ужасные птицы” проживавшие в Европе 55-40 млн лет назад хищными или травоядными? Доктор Тюткен рядом с "ужасной птицей"- гасторнисомНовые исследования, представленные во Флоренции на Гольдшмидтовской...
14-09-2015 Просмотров:7029 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что на поддержание работы глаз у организмов уходит рекордно много энергии. В особенности это относится к малькам рыб. Мексиканских тетр (Astyanax mexicanus)К такому выводу пришли шведские биологи из Лундского...
06-03-2011 Просмотров:12107 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Канадские и шведские биологи «оживили» столетние споры диатомовых водорослей с целью генетического сравнения разных поколений организмов. Водоросли Skeletonema marinoi У диатомей так называемые покоящиеся споры, скапливающиеся в донных отложениях, образуются в ...
Палеонтологи обнаружили в Канаде фрагменты древесины древнейшей сосны. Оказалось, что сосны росли в Северной Америке уже 140 млн лет назад. Первые сосныОб этом говорится в статье британских ученых из Королевского колледжа…
Оказывается, цунами могут создавать иллюминацию. По крайней мере, это сделала та самая печально знаменитая гигантская волна, которая обрушилась на Японию в марте этого года. Она так осветила небо, что фотокамера…
Ученые из Пенсильванского университета (США) показали, что видовое многообразие костистых рыб не объясняется дупликацией генов, как принято считать. Помогло в этом изучение снимков остатков рыб, живших на нашей планете 100-250…
Обезьяны, как и люди, любят наблюдать за драками между соплеменниками. Хотя разнять дерущихся свидетели не пытаются, после драки они как будто хотят утешить побеждённого. Зоологи часто наблюдали, как проигравшая обезьяна…
Чтобы было удобней соскребать корм с твёрдых каменистых поверхностей, лорикариевые сомы в ходе эволюции приобрели гибкие зубы. Животные выработали множество приспособлений, защищающих зубы от повреждений. У одних зубы растут всю жизнь,…
Ученые выяснили, что собаки за тысячелетия совместной жизни с человеком растеряли часть интеллектуальных способностей, которые были присущи их предкам – волкам. Об этом говорится в статье американских исследователей из Университета штата…
Озеро Каффенклуббен (датск. Kaffeklubben Sø, 83˚ 37') находится на небольшом (48 га) одноимённом островке, к северу от Гренландии, всего в 707 км от полюса. Это самое северное озеро на Земле. Вода…
Климатологи впервые проследили за изменением зимних температур в Восточной Сибири. Выяснилось, что на протяжении последних нескольких тысяч лет они становились всё более высокими. К такому выводу пришли немецкие специалисты из Института…
Неожиданную гипотезу вымирания гигантопитеков – огромных азиатских обезьян трехметрового роста – предложили китайские палеонтологи. Согласно их недавно опубликованной гипотезе, крупнейших приматов всех времен сгубили сладкие фрукты и вызванные ими проблемы…
Вверх