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
05-02-2012 Просмотров:12175 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
У трёхиглой колюшки половой диморфизм проявляется в размере мозга: у самцов он намного крупнее, из-за чего колюшки являются едва ли не единственным видом, у которого разница в поведении полов обусловливается...
20-12-2012 Просмотров:11540 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Сетчатка глаза — это не просто посредник между средой и мозгом, не просто набор фоточувствительных элементов, который передаёт в аналитический центр всё, что чувствует. Сетчатка занимается ещё и отчасти «творческой...
23-05-2013 Просмотров:11231 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Трудно представить себе более странную дружбу, чем та, что существует между муравьями Camponotus schmitzi и насекомоядным растением Nepenthes bicalcarata! Ловчий кувшин N. bicalcarata. (Фото sudha_singh.)Растение это, как и другие виды непентесов,...
16-03-2013 Просмотров:13071 Новости Экологии Антоненко Андрей
Мы привыкли считать, что постельные клопы остались где-то в далёком прошлом: их проще встретить в произведениях русской литературы XIX века, чем в нашем времени. Между тем проблема клопов в последнее...
18-10-2012 Просмотров:18240 Экспедиции Антоненко Андрей
Основными целями экспедиции "Енисей 2010" являлись испытания парусного тримарана "Пегас", а так же фото- и видеосъемка природы Енисея. Данная экспедиция проходила с 29 июля по 6 сентября 2010г., стартовав из...
Благодаря фотосинтезу у растений особые отношения с солнечным светом: они могут поглощать углекислый газ, синтезируя углеводы в буквальном смысле «из воздуха». Не удивительно, что многие растительные гены работают на хлоропласты,…
Океанические сине-зелёные водоросли Synechococcus производят 20% кислорода на планете. Такой высочайшей производительностью они обязаны уникальному умению приспосабливаться к нужной длине световой волны. То есть водоросль настраивает свою фотосинтетическую систему в…
Конечно, у истории нет сослагательного наклонения. Но немецкие и австралийские геологи уверены – располагайся разломы в земной коре чуть-чуть по-другому, и на месте пустыни Сахара сегодня плескался бы Сахарский океан,…
Биологи нашли в гиппокампе, центре памяти в мозге, особую зону, которая является своеобразным датчиком температуры, следящим за тем, чтобы мозг не перегрелся и не возник эпилептический припадок, говорится в статье, опубликованной в журнале Neuron. "Мыши, у которых регион CA2…
Это первый случай вхождения синтетической биологии в нашу повседневную жизнь. Назвали растение Starlight Avatar. Оно выращено первым светопроизводительным заводом Bioglow. Starlight AvatarКомпания выставила на аукцион первую партию выращиваемых растений, и принимает предварительные…
Американские палеонтологи описали нового утконосого динозавра, обладавшего совершенно исключительным носом. Однако пока относительно Rhinorex condrupus, как назвали этого ящера, у ученых имеется больше вопросов, чем ответов. Rhinorex condrupus отбивается от гигантского…
Охота жужелицы на лягушку Израильские ученые впервые описали, как насекомое охотится на амфибий и поедает их. Агрессивные жужелицы употребляют в пищу пять видов земноводных. Наблюдение биологов из Тель-Авивского университета переворачивает наше привычное…
Самка паука вида Stegodyphus lineatus, обитающего в Израиле, отдает всю себя на съедение подрастающему потомству — причем в буквальном смысле. Этот удивительный пример материнского самопожертвования в мире животных открыла биолог Мор…
Вороны, живущие на Гавайских островах, умеют изготовлять и использовать орудия труда для добычи пищи, что делает их вторым представителем своего рода, который обладает этой уникальной способностью, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Гавайский ворон"Недавно мы…
Вверх