Попелиці допомогли дізнатися, як рослини реагують на гусениць
Відео: Енциклопедія для малюків в казках
У рослин, як відомо, є власна транспортна система, яку можна до якійсь мірі уподібнити до кровоносної системи тварин. Вода і потрібні речовини з землі поширюються від коренів по всьому тілу рослини за допомогою ксилеми, судини якої складені з мертвих клітин. Сахара, що виходять в результаті фотосинтезу в листі, транспортуються живими судинами флоеми.
У 1980-х вчені виявили, що одним лише транспортом функція флоеми не вичерпується: її живі клітини виконували ще й роль нервової системи, передаючи один одному електричні імпульси. Як і у тварин, ці електричні імпульси, що розбігаються по всьому тілу, можуть повідомляти рослинам про якісь впливах зовнішнього середовища - наприклад, про те, що прийшло якесь травоїдна і з`їв у рослини шматок. Правда, в разі рослин імпульси збігаються в мозок, а відправляються в іншу частину тіла. І тоді рослина може якось відреагувати і захистити свої неушкоджені частини від нападу травоїдного (скажімо, швидко виділити якусь їдке або різко пахне речовина).
Відео: Боротьба зі шкідниками плодових культур. Плодожерка. Засоби боротьби проти плодожерки
«Живі електроди» допомогли дізнатися про почуття рослин. (Фото Pam Morris / National Geographic My Shot.)
Однак деякі тварини (наприклад, гусениці), «нападаючи» на рослину, не завдають йому відразу таких вже сильних пошкоджень. І може здатися, що в цьому випадку тварина як би обманює рослина: електричні імпульси ні про що серйозному не сигналізують, і гусениця може продовжувати спокійно харчуватися. Але, як показали дослідження фахівців Лозаннського університету (Швейцарія), навіть при невеликих пошкодженнях, які завдавав гусеницями, рослини все одно їх відчувають і можуть відреагувати.
Однак куди більш цікаво тут те, що біологи виявили це за допомогою попелиць.
Попелиці харчуються рослинною соком, вводячи свої хоботки у флоему, при цьому цілісність флоеми вони не порушують. Тобто вони підключаються до судинній системі, стаючи як би її частиною. І ось Едварду Фармеру (Edward E. Farmer) і його колегам прийшло в голову, що попелиць можна використовувати подібно ... електродів, які вводяться в нервові клітини: як електроди відчувають електричний імпульс, який біжить по нервовому ланцюжку, так і тля може бути природним датчиком , що демонструє руху електричних сигналів по флоеме рослини.
Залишалося лише посадити на рослину з попелицями гусениць і спостерігати, які електричні сигнали приходять до попелицями.
У журналі New Phytologist дослідники повідомляють, що, незважаючи на нікчемність ушкоджень, рослини реагували на «пощипування» гусениці, і реакція ця була подібна до тієї, яка виникає у відповідь на більш серйозної шкоди (тільки в разі гусениці відповідь була помітно слабкіше). Електричні сигнали поширювалися по рослині хвилями, і швидше за все вони приходили до листів, які перебували поруч з тією ділянкою, на якому годувалася гусениця. При цьому сам лист з гусеницею сигналів тривоги не відчував.
Що ж до молекулярного механізму, що лежить в основі цих сигналів, то, за словами дослідників, тут у тварин і рослин справа знову-таки йде схожим чином: у клітин є іонні канали, завдяки яким в потрібний момент трапляється перерозподіл іонів по обидві сторони мембрани, і за рахунок цього народжується електрохімічний імпульс. Коли під флоеме відключали канал для іонів кальцію, ніякої реакції на гусеницю не було, рослина не відчувало ушкоджень. (Варто підкреслити, що, хоча система передачі електричного імпульсу у рослин в чомусь сильно схожа на те, як це відбувається у тварин, зовсім вже уподібнювати це спеціалізованої нервовій системі тварин не можна.)
Вчені сподіваються, що за допомогою цієї незвичайної виверти - використання попелиць для того, щоб підслуховувати внутрішні сигнали рослин, - можна буде ще багато чого довідатися про те, як рослини реагують на зовнішнє середовище. Можливо, у рослин є і якісь сенсорні системи, призначені спеціально для попелиць: все-таки ці комахи досить довго живуть разом з рослинами, щоб ті навчилися їх відчувати.
