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
09-06-2014 Просмотров:5316 Новости Экологии 
Антоненко Андрей
Рыба голомянка-лира с запутанными отметинами на каждой чешуйке, лягушка с грубой кожей шоколадного цвета, новый вид имбиря и еще более двух десятков видов флоры и фауны были обнаружены в Мьянме после...
18-01-2011 Просмотров:10401 Новости Генетики Антоненко Андрей
Флуоресцентная метка и технология наблюдения в микроскоп за живыми клетками позволили биологам увидеть весь жизненный цикл молекулы матричной РНК. Биологи отследили рождение и поведение РНК Биологам впервые удалось подсмотреть за молекулами...
12-05-2014 Просмотров:6053 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Представители типа Губки традиционно считаются одной из самых архаичных и просто устроенных групп животных. Однако новые научные данные заставляют усомниться в верности этого подхода и предположить, что ранние губки были...
09-02-2011 Просмотров:9241 Новости Астрономии Антоненко Андрей
Титан — это один из самых загадочных объектов Солнечной системы. Уже давно ученые выдвигают предположения о том, что на этом спутнике Сатурна, возможно, существует примитивная жизнь. Недавнее открытие американскими астрономами...
02-09-2013 Просмотров:7293 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...
Учёные Израиля и Великобритании изучили единственное в своём роде живое существо – шершня, пигменты кутикулы которого преобразуют энергию солнца в электричество. Большую часть энергии шершни получают из еды, но, как выясняется,…
Группа исследователей под руководством профессора Сандры Пиццарелло из Университета штата Аризона предположила, что в далеком прошлом именно метеориты стали основным источником доставки на Землю необходимых для зарождения жизни веществ. Неужели…
Испанские ученые выяснили, что обыкновенные стервятники (Neophron percnopterus) — крупные птицы-падальщики заселили территорию Канарских островов только после того, как там оказались первые поселения берберов. Берберы занимались разведением коз, а их…
Вообразите озеро настолько солёное, что вода в нём не замерзает даже при -20 °C. А теперь представьте себе, что там живут и прекрасно себя чувствуют живые существа. Дип-лейк (фото Rick Cavicchioli). Примерно…
Зоологи из Университета Ренна (Франция) обнаружили, что дельфины могут запоминать звуки и повторять их спустя довольно продолжительное время. Не исключено, что дельфины давно заговорили бы с нами на нашем языке, если…
Биолог из университета Упсалы (Франция) Донгли Чен (Donglei Chen) и ее коллеги изучили процесс эволюции челюстных костей у человека и животных. Они обнаружили, что у челюстных рыб и наземных позвоночных…
Палеонтолог Джеймс Чаттерс вместе со своими коллегами смог наглядно доказать, что современные индейцы, проживающие практически на всей территории Северной Америки, происходят от представителей культуры кловис - первых переселенцев на американский…
14-летнее наблюдение за молодыми шимпанзе национального парка Кибале (Уганда) показало удивительную вещь: у животных есть игрушки! Из трёх видов человекообразных обезьян шимпанзе встречаются чаще всего. (Фото Ian Press.) Юные самцы и…
Перуанские палеонтологи обнаружили в пустыне Окукахе скелет палеогенового предка китов, жившего в этих краях 40 млн лет назад. Окаменелости отлично сохранились и претендуют на звание самого древнего морского млекопитающего на…
Вверх