Може би си мислите, че растенията само фотосинтезират и се поклащат на вятъра? На практика това са сложни организми, които дори могат да общуват помежду си. Още през 1980 г в процеса на изучаване на защитните механизми на растенията, изследователи са открили при 80 вида способност да предават сигнали за приближаваща опасност. Ако на лист на едно растение кацне насекомо то веднага предупреждава за това своите зелени събратя. Учените знаеха как се предава тази информация, но как останалите растения отговарят на предупрежденията оставаше загадка. Неотдавна изследователи са успели не само да разгадаят тази тайна, но и да направят видео.
Научно е доказано, че когато на листата или стъблото кацнат насекоми-вредители, растенията изпускат в околното пространство летливи вещества – те са нужни както за отблъскване на насекомите, така и за предупреждаване на другите растения за опасността. Счита се, че химичните вещества се изпускат от устицата на повредените листа.
За това, че сигналите за опасност се предават по въздух учените знаеха, но не знаеха как на тези предупреждения реагират другите растения. Учени от университета Сайтама (Япония) са направили експеримент, резултатите от който са публикували в списание Nature Communications.
Защитни механизми на растенията
В рамките на изследването учените са положили гъсеници на генетично модифицирани домати и Арабидопсис талиана (Arabidopsis thaliana) – малко диво цвете, което расте на всички континенти. Растенията са били променени по такъв начин, че внедрените в техните клетки частици (биосензори) да светват при откриване на приток от калциеви йони. Както при хората, калциевите йони в листата и стъблата на растенията участват в предаването на различни сигнали.
След като изследователите поставят насекомо на листото на растението, то отделя във въздуха споменатите химични вещества. Това става няколко секунди след появата на вредителя. Целият процес е заснет на видео с помощта на флуоресцентен микроскоп, който е запечатал светещите в присъствието на калциеви йони биосензори.
На видеото отчетливо се вижда как неповредените от гъсеницата растения рязко реагират на предупреждението с импулси на калциеви йони – те плавно пробягват по листата. С помощта на допълнителни датчици учените са изяснили, че растенията най-силно реагират на химични съединения, означавани като Z-3-HAL и E-2-HAL. На предупредителните сигнали първи реагират бобовидните клетки, от които се образуват устицата. На сигналите за заплаха реагират и клетките, от които се състоят вътрешните тъкани на листата.
Накрая, учените са провели експеримент, като са обработили листата на растенията с вещества, които запушват устицата. Резултатите показват, че в случая “общуването” на растенията забележимо се затруднява. Следователно, за предаването и приемането на сигнали от химически вещества при растенията отговарят именно тези микроскопични отвори в листата. Тази комуникационна мрежа, скрита досега от човешките очи, играе ключова роля в съвременната защита на съседните растения от неизбежна опасност, заключават авторите на изследването.
Забележително е, че растенията умеят и да “крещят”. Това става по време на стрес, но хората не могат да ги чуят, тъй като честотата на звука е много висока – над 20 kHz. Човешките уши не могат да уловят такива звукови вълни, но електронните устройства могат. Изследователи са открили, че при засушаване в тъканите на растенията започва процес, наречен кавитация. Образуват се мехурчета въздух, които се пукат, в резултат на което възникват пукащи звуци с честота над 20 000 херца. Те могат да бъдат засечени до няколко метра от растението.
Здравите растения също издават подобни звуци, но много по-рядко – по 1-2 на час. Но ако растението изпитва стрес то издава 11-35 пукания на час, в зависимост от нивото на стрес и своя вид. В иследването най-шумни се оказали доматите, пострадали от засушаване. Те “цъкали” повече от 40 пъти в течение на час.