Почти у всех живых существ есть биологические часы, регулирующие работу организма в зависимости от времени суток, и растения тут не исключение. В конце концов, для кого ещё, как не для них, важно чувствовать, день на дворе или ночь, — ведь фотосинтез напрямую зависит от солнечного света.
Однако если у животных ведущую роль в организации циркадных ритмов играет мозг, то что управляет этими ритмами у растений, не имеющих нервной системы?
Алекс Уэбб (Alex Webb) из Кембриджа (Великобритания) вместе с коллегами поставил опыт, в котором лишал растения Arabidopsis thaliana углекислого газа, и в результате исследователи пришли к выводу, что суточный ритм растениям задают те самые сахара, что синтезируются в ходе фотосинтеза. Точнее — изменения в их концентрации.
В статье, опубликованной в Nature, исследователи пишут о гене PRR7, который активизировался к утру, но зависел при этом от концентрации сахаров. Мутанты по этому гену были нечувствительны к колебаниям сахарозы; в свою очередь, без доступа углекислого газа, то есть при подавлении фотосинтеза, внутренние часы растений расстраивались и начинали опаздывать на 2–3 часа.
То есть колебания углеводов позволяли настроить метаболизм и физиологию растений перед рассветом, чтобы они могли встретить солнце готовыми к фотосинтезу.
Получается простой и эффективный способ управления циркадными ритмами, когда растение сверяется с временем суток с помощью продуктов фотосинтеза, который сам же от времени суток и зависит.
Подготовлено по материалам Кембриджского университета. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.
Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА
Мы знаем, что половой диморфизм может проявляться в размерах (самцы и самки больше или меньше друг друга), расцветке (самцы и самки по-разному окрашены), развитии особых признаков (вроде рогов у оленей) и т. д. Исследователям из Киотского университета (Япония) удалось найти довольно своеобразную форму полового диморфизма, а именно запаховую.
Proceedings of the Royal Society B учёные сообщают, что мужские и женские цветки растений из семейства Филлантовых пахнут по-разному.
В журналеНекоторые виды этого семейства, произрастающие в тропиках и субтропиках, в опылении полагаются только на бабочек рода Epicephala, причём какой-то один вид бабочек опыляет только один вид филлантовых. Оказалось, что запах мужских и женских цветков, обслуживаемых этими насекомыми, различен. Вещества, благодаря которым мужской цветок пахнет не так, как женский, даже синтезируются этими растениями иначе. (Тогда как запах цветков растений, полагающихся на более широкий круг опылителей, от пола никак не зависит.)
Что же до бабочек, то те из них, что были оплодотворены, но ещё не садились на мужские цветки, в эксперименте стремились именно к ним. И лишь собрав мужскую пыльцу, оплодотворённые самки направлялись к женскому цветку.
По словам исследователей, переключение между мужскими и женскими цветками даёт возможность бабочкам обеспечить своё потомство пищей.
Самка Epicephala, готовая отложить яйца, сначала летит к мужскому цветку, а потом к женскому, чтобы гарантировать опыление женского цветка, — и тогда личинки бабочек, питающиеся плодам и семенами этих растений, в будущем уж точно получат пропитание.
Подготовлено по материалам Би-би-си. Изображение на заставке принадлежитShutterstock.
Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА
Растения должны точно знать время, когда цвести: чуть раньше положенного или чуть позже — и можно потерять все цветы, остаться без семян, уступить конкурентам в эволюционной гонке. Чтобы вовремя зацвести, нужно учесть множество внутренних и внешних факторов, увязать гормональный статус с продолжительностью светового дня, температурой и пр. Стоит ли удивляться, что цветение у растений контролируется целой сетью генов?
Института биологии развития Общества Макса Планка (Германия), которые сосредоточились на двух температурных генах — FLM (Flowering Locus M) и SVP (Short Vegetative Phase). А модельным объектом послужил старый добрый Arabidopsis thaliana, сиречь резуховидка Таля.
Исследователи довольно долго изучали эту самую сеть, но молекулярные механизмы, отвечающие, в частности, за «температурные датчики», оставались во многом неясными. Ясность тут удалось внести группе учёных изКак пишут Маркус Шмид и его коллеги в Nature, мРНК, считываемая с гена FLM, претерпевает альтернативный сплайсинг, то есть при созревании новосинтезированной мРНК из неё в зависимости от ситуации вырезаются те или иные куски, а оставшиеся монтируются друг с другом, так что в результате с одного гена можно получить разные матрицы для синтеза белка. У FLM есть два основных варианта мРНК — FLM-β и FLM-δ, и их соотношение как раз зависит от температуры: при низкой преобладает одна мРНК FLM, при высокой — другая. Молекулярная подгонка осуществляется довольно быстро: при возрастании температуры с 16 до 27 °C растению достаточно суток, чтобы сменить соотношение видов мРНК. Но регуляцию цветения разные варианты FLM выполняет в союзе с белком SVP. Когда холодно, белок FLM-β связывается с SVP, и этот белок-белковый комплекс взаимодействует с регуляторными областями в ДНК, которые отвечают за цветение. Комплекс FLM-β с SVP подавляет активность этих зон, и растение на холоде не цветёт. Если же температура повышается, то вслед за ней растёт и уровень FLM-δ, который вытесняет «холодовый» вариант из комплекса с SVP. «Тепловой» комплекс FLM-δ и SVP с регуляторами цветения в ДНК связывается плохо, и эти регуляторы активируются и запускают формирование цветков.
То есть термодатчиком тут служит один и тот же ген, который при разных температурах даёт два разных, конкурирующих друг с другом белка, а конкретным молекулярным инструментом выступает альтернативный сплайсинг.
Очевидно, существует и какой-то механизм или особенность гена FLM, от которых зависит переключение сплайсинга с одного варианта на другой. Не секрет, что один и тот же вид растения может цвести в тех или иных широтах в разное время. И, скорее всего, это связано с вариациями в гене FLM, который переключается на разные варианты при разных пороговых температурах.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Исследователи из Университета Альберты (Канада) обнаружили в одном из ледников арктической Канады мох, выживший после 400-летнего пребывания подо льдом. Ледники, которые изучали Кэтрин Ла Фардж и её коллеги, в последнее время стали стремительно отступать, скорость их таяния с 2004-го равна примерно 3–4 метрам в год. При этом лёд освобождает территории, не знавшие солнечного света примерно с XVI века, то есть ледники образовались во время так называемого Малого ледникового периода, продолжавшегося до середины XIX столетия.
Поначалу исследователи решили, что обнаруженные ими на границе отступающего ледника образцы мха мертвы. Но потом среди омертвевших коричневых нитей удалось заметить свежие зелёные побеги. С помощью радиоуглеродного анализа было установлено, что мох оказался подо льдом примерно 400 лет назад, а освободился из заточения около 2 лет назад.
Разумеется, учёные попробовали «воскресить» мох в лаборатории. Для «воскрешения» не использовалось ничего необычное, только свет, вода и питательные вещества. Семь из двадцати четырёх образцов дали побеги, причём ожившие мхи относились к четырём разным видам.
Биологи подчёркивают, что новые побеги образовались вовсе не из спор, а именно что из оживших клеток, которые начали делиться. На Земле, конечно, есть организмы, которые могут переносить длительное обезвоживание из-за сильного охлаждения, но всё равно никто и предположить не мог, что растительные клетки мхов проснутся после нескольких сотен лет ледяной спячки!
Само собой, не только мхи предстали перед взором канадцев. На месте ледника были обнаружены цианобактерии и зелёные водоросли, причём попадались и совершенно новые виды.
Во многом именно от таких простых организмов (включая мхи) зависит теперь развитие экосистемы на месте ледника — те животные и растения, которые решат прийти на освободившиеся ото льда территории, благодаря мхам и водорослям окажутся не совсем на пустом месте.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Учёные из
В не понравившихся насекомым листьях эвкалипта некоторых терпенов было меньше, в то время как другие терпены и флороглюцины содержались в листьях в тех же пропорциях, что и на почти объеденных ветвях. И это, разумеется, отражалось на составе и активности генов, управлявших синтезом этих пахучих веществ. Терпены, которых в уцелевших листьях содержалось меньше, очевидно, маскировали неприятный аромат остальных компонентов смеси. Так что, даже если насекомые почти полностью истребляли листья, у дерева всё равно оставались ресурсы для продолжения фотосинтеза, роста и размножения.
Любопытно, что похожие предпочтения проявили и коалы: эти млекопитающие отвергали те же самые листья, чей вариант терпенового коктейля так не понравился насекомым. Хотя пока это единственный пример того, как генетический мозаицизм послужил растению защитой, авторы работы не сомневаются, что и другие эвкалипты — и не только они — могут использовать такой способ, чтобы ограничить аппетиты вредителей и выжить во время вспышек численности насекомых.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Британские биологи выяснили, что некоторые цветочные растения умеют общаться с пчелами и другими опылителями при помощи электромагнитных полей, которые для пчел выступают своеобразными "неоновыми" вывесками, приглашающими их в нектар-бар, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
"Открытый нами канал связи показывает, как цветы могут информировать потенциальных опылителей о наличии и "качестве" нектара и пыльцы. Цветку крайне невыгодно привлекать пчелу, не вознаграждая ее нектаром. Пчелы обладают хорошей памятью и через несколько "обманов" запомнят такой цветок и будут облетать его стороной", — заявили авторы статьи, чьи слова приводит Бристольский университет (Великобритания).
Дэниел Роберт (Daniel Robert) из Бристольского университета и его коллеги пришли к такому выводу, проследив за тем, как менялось электрическое поле растения при приближении пчелы. Как объясняют ученые, все цветковые растения обладают слабым отрицательным электрическим полем, тогда как пчелы "заряжены" положительно из-за трения воздуха об волоски на их теле во время полета.
Авторы статьи заинтересовались, что происходит при встрече этих полей, и способны ли растения и насекомые ощущать их взаимодействие. Для этого исследователи приобрели несколько пчел и петуний, вставили в стебли несколько электродов и проследили за изменениями в силе полей. Оказалось, что сила электрического поля у петуний заметно снижалась во время приземления пчелы и оставалась достаточно низкой в течение нескольких минут после того, как насекомое улетало.
Это позволило биологам предположить, что пчелы могут использовать этот факт в качестве сигнала об отсутствии нектара. Они проверили утверждение при помощи искусственных цветов с отсутствующим и присутствующим полем. Выяснилось, что пчелы чаще посещали и пили нектар из "заряженных" цветов, что подтвердило подозрения Роберта и его коллег. Ученые не исключают, что подобная способность характерна и для других насекомых-опылителей.
Источник: РИА Новости
С помощью математических расчётов учёные сравнили, сколько света улавливает лист монстеры и сколько — лист той же площади, но без дырок. Количество оказалось одним и тем же, но дырявый лист «захватывал» его эффективнее, а всё потому, что занимал бóльшую площадь. То есть дыры в листе нужны монстере для того, чтобы увеличить вероятность попадания в освещённый участок.
При этом у молодых растений лист выглядит ещё более или менее цельным, без отверстий. И это можно объяснить: монстеры, как лианы, оплетают деревья, и молодые растения оказываются внизу и слишком близко к стволу дерева. Там, где приходится жить юной поросли, света настолько мало, что нет никакого смысла увеличивать листья: на них всё равно ничего не попадёт. По мере роста монстера поднимается всё выше, и солнечных просветов появляется всё больше, и теперь уже есть резон заняться ловлей солнечных зайчиков с помощью больших продырявленных листьев.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Как правило, чем выше дерево, тем меньше его листья. Математическое объяснение этого феномена, оказывается, одновременно накладывает ограничение на максимальную высоту деревьев.
Г-н Йензен считает, что причину следует искать в циркуляционной системе растения. Сахара, произведённые в листьях, распространяются через сеть трубовидных клеток —
Уравнения г-на Йензена, описывающие эти отношения, говорят о том, что по мере роста деревьев диапазон возможных размеров листвы сужается и примерно на высоте 100 м достигается предел: максимум совпадает с минимумом. Выше этого у деревьев, судя по всему, не может быть жизнеспособных листьев. Вот почему самое большое дерево мира — калифорнийская секвойя — не растёт дальше 115,6 м.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Исследователи из
откладывают яйца только в золотарник высочайший, и такая узкая специализация паразитов позволила растению выработать стратегию защиты. Когда наступает время размножения, самец мухи прилетает на золотарник и привлекает самку феромонами. После спаривания самка тут же откладывает яйца. Но, как пишут исследователи в журнале Eurosta solidaginis
Учёные обрабатывали растения золотарника высочайшего феромонами самцов Eurosta solidaginis, после чего проверяли частоту посещения растений самками мух. Лабораторные эксперименты подтвердили полевые наблюдения: самки в четыре раза реже прилетали на золотарник, который почувствовал запах самца. Исследователи настаивают, что всё дело именно в запаховых сигналах: никакого иного воздействия самцов на растения они не заметили. Это не так уж и странно: в последнее время появляется всё больше сообщений о том, что растения могут чувствовать запахи — правда, в большинстве случаев речь идёт о запаховом общении между самими растениями. Способны ли они чувствовать «парфюм» насекомых, до сих пор никто не проверял.
Ну а на вопросы о том, как именно растения воспринимают запахи, что у них за обонятельная система, учёные пока лишь разводят руками: это, как говорится, тема для дальнейших долгих и кропотливых экспериментов.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
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, а в
До сих пор считалось, что способностью разлагать целлюлозу обладают бактерии, грибы и некоторые черви: все они используют растительный материал как ресурс углерода, необходимого для роста. Растения же, наоборот, получают углерод из неорганического источника — углекислого газа. Точно так же поступают и фотосинтезирующие водоросли: им, как и растениям, для роста нужны только свет, вода и углекислый газ. Но что произойдёт, если углекислого газа станет мало?
Исследователи из
Подобные исследования имеют ещё и важное практическое значение. Как известно, производство биотоплива, которое могло бы стать альтернативой нефтяным углеводородам, завязано на переработку растительной целлюлозы. До сих пор целлюлозоразлагающие ферменты получали из грибов, которые, между прочим, сами требовали органики, чтобы расти и размножаться. Водоросли могли бы стать дешёвым конкурентом грибам: расти они могут за счёт фотосинтеза, а способность синтезировать нужные ферменты можно подстегнуть с помощью генноинженерных методов.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
22-09-2012 Просмотров:11324 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи из Новой Зеландии в очередной раз удивились способностям новокаледонских воронов. Эти птицы, оказывается, умеют связывать в своем сознании видимое для них действие с его скрытым источником. Иначе говоря, для...
10-05-2011 Просмотров:10545 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Насекомые утратили чувствительность к «генетическим тормозам» и превратились в монстров: вместо крыльев у древесных жуков выросли рога и горбы. Umbelligerus peruviensisЭнтомологи и генетики из научных центров США и Франции под...
08-04-2013 Просмотров:13732 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Среди теорий о возникновении жизни на Земле особой популярностью пользуется гипотеза мира РНК. РНК, как известно, может служить катализатором, и на заре жизни такие молекулы РНК могли одновременно и нести...
21-01-2011 Просмотров:10294 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Испанские орнитологи выяснили, зачем чёрному коршуну пластик. Владелец этого гнезда — высокого о себе мнения. (Фото Fabrizio Sergio.) В гнёздах этих птиц довольно часто находят неприличное количество мусора. Простая декорация? Нет,...
29-03-2011 Просмотров:9938 Новости Окенологии Антоненко Андрей
В Арктике на 20% увеличилась доля распресненной воды. Похоже, что пресная вода начала сильнее поступать из всех источников — и из рек, и из ледников, и из осадков. Северный Ледовитый океан...
Хотя долго обсуждалось, мог ли археоптерикс летать или же представлял собой одну из ступенек на пути к полёту, никому не приходило в голову, что эта протоптица в действительности потеряла способность…
Палеонтологи откопали в Эфиопии челюсть древнейшего представителя рода Homo. Он был переходным звеном между австралопитеками и людьми. Челюсть древнейшего человекаОписание находки, сделанной учеными из Университета штата Аризона, опубликовано в свежем выпуске журнала Science. Древнейшими…
Ученые из The Scripps Research Institute смогли изучить всю структуру динеинового комплекса, выполняющего ряд важнейших функций внутри клеток, в частности, преобразование химической энергии в механическую и перемещение грузов между клетками.…
Первый в истории страны полный скелет динозавра нашли южнокорейские палеонтологи на юге полуострова, в уезде Хадон. Пока не получивший собственного научного названия ящер был небольшого размера и жил в меловом…
Учёные пытаются восстановить окраску пернатых динозавров с помощью пигментных образований (меланосом) в окаменевших перьях животных. Подобные исследования привели к появлению новых художественных реконструкций, но группа палеонтологов взяла и усомнилась в…
Американские исследователи представили доказательства того, что появление клюва у динозавров было важным эволюционным преимуществом. Четыре из девяноста видов тероподов, рассмотренных в исследовании. Все они жили в начале мелового периода. Слева —…
Ученые обнаружили в Австралии следы столкновения с одним из наиболее крупных астероидов, которые когда-либо врезались в Землю. Катастрофа произошла около 3,46 млрд лет назад. О своем открытии специалисты из Университета Западной…
Наблюдения за миграциями дают учёным множество ценных сведений о биологии животных. Но как следить, к примеру, за морскими видами? В докомпьютерную эпоху это была настоящая головная боль. А сейчас в…
Некоторые вулканы в буквальном смысле взрываются и теряют часть своей вершины во время извержений из-за формирования микроскопических наночастиц оксида железа в их магме, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Извержение вулканов"Результаты последних наблюдений за вулканами, а также эксперименты…