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
31-08-2016 Просмотров:6769 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Орнитологи выяснили, что слизни периодически убивают птенцов, в силу своей медлительности не привлекая внимания их родителей. Об этом говорится в статье польских ученых, опубликованной в журнале Journal of Avian Biology. Впервые на...
17-10-2016 Просмотров:6241 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что пауки, несмотря на отсутствие ушей, способны услышать нас с другого конца комнаты. В этом им помогают специальные сенсорные волоски. Результаты исследования, проведенного американскими биологами из Корнельского университета, опубликованы...
15-08-2013 Просмотров:9690 Новости Экологии Антоненко Андрей
Крупные животные играют решающую роль в поддержании плодородия почв, выяснили британские ученые. После вымирания представителей мегафауны качество почв в этом регионе резко ухудшается, предупреждают они. Представители мегафауны Согласно исследованиям Криса Даути из...
13-12-2012 Просмотров:15387 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Когда на суше появилась жизнь? Ответ на этот вопрос (один из фундаментальных в науке) зависит прежде всего от значения слов «жизнь» и «суша». Существуют чёткие свидетельства жизни в пресной воде (в...
04-11-2010 Просмотров:10349 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Сколько "мальчиков" или "девочек" родится у сцинков вида Niveoscincus ocellatus, решают подчас не гены, а температура окружающей среды. Это установили Идо Пен (Ido Pen) и его коллеги из...
Причудливый травоядный динозавр-"франкенштейн" из Чили, одновременно похожий на тираннозавров и велоцирапторов, оказался "потерянным звеном эволюции", связывающим хищных динозавров и их двуногих жертв, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Biology Letters. Чилизавр "Чилизавр является одним из самых необычных…
Большинство организмов не переносят длительного охлаждения ниже нуля. Так, замерзание воды необратимо повреждает молекулярную кухню клетки и саму клетку, поэтому нужно или греть самого себя, как это делают теплокровные, или…
Ярко-зеленый морской слизень, обитающий в тропических морях, способен выживать несколько месяцев без доступа еды благодаря тому, что он в прямом смысле этого слова ворует гены у водорослей и использует их для создания и поддержания системы фотосинтеза в своих…
Взрослые носухи защищают детёнышей, ворующих пищу у других особей. Это происходит даже в том случае, если маленькие воришки не приходятся защитникам роднёй. Южноамериканские носухи живут сообществами в несколько десятков особей. Несмотря…
Зоологи обнаружили в одной из пещер в горах Хорватии новый и крайне необычный вид многоножек, которая была названа в честь Аида, царя мира мертвых в мифах Древней Греции, из-за того, что она живет на глубине больше чем…
Очередную попытку раскрыть тайны тираннозавров предпринял профессор Эрик Снивели из университета Висконсина. Он смог объяснить, почему у тираннозавра были такие маленькие передние лапы. Птицеподобный Tyrannosaurus rex. Реконструкция: Joe Harris (Byombu) Вместе…
Ученые из японского Агентства науки и технологии по изучению недр океана обнаружили живые микроорганизмы в слое грунта, возраст которого составляет 460 тысяч лет. Исследуемый слой грунта залегал на глубине 200…
Перспектива клонирования мамонта и возвращения к жизни целой популяции этих животных становится все ближе. Как заявил профессор эволюционной генетики канадского университета Макмастера Хендрик Пойнар, речь идет о каких-то 30-50 годах,…
Согласно общепринятой точке зрения, птицы когда-то были динозаврами, научившимися летать в ходе миллионов лет эволюции. Самым важным пробелом этой теории оставалась одна из самых интересных загадок для эволюционных биологов —…
Вверх