Ученые из России выяснили, как пшеница предупреждает себя об опасности

Биологи из Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского выявили механизм, который помогает растениям «предупреждать» свои разные части об опасности. Выяснилось, что осуществляется он с помощью особых электрических сигналов. Результаты своей работы исследователи опубликовали на страницах журнала Frontiers in Plant Science.

Электрические импульсы возникают в результате изменения концентрации ионов внутри и снаружи растительной клетки. Оно приводит внутри клетки либо к деполяризации —накоплению положительного заряда, либо к гиперполяризации — накоплению отрицательного заряда. Эти изменения далее распространяются по растительным тканям. Считалось, что растение передает сигналы первым способом, однако в реальности он наблюдался только в критических ситуациях.

Российские ученые уже показали, что с помощью гиперполяризации растения реагируют на характерные для природных условий раздражители. Теперь же они решили выяснить, как именно такие электрические сигналы влияют на растения. В ходе эксперимента исследователи умеренно — до 40 °С — нагревали пшеницу и облучали ее синим светом: такие условия могут быть наблюдаться в реальных условиях при жаре и засухе.

Выяснилось, что эти стимулы заставляли растение генерировать гиперполяризационные электрические сигналы — в том числе и при умеренной засухе (пшеницу на неделю оставили без воды). Их выраженность была напрямую связана со снижением эффективности фотосинтеза. При сильной же засухе — до 14 дней без полива — сигналы были менее интенсивны.

По мнению ученых, результаты их эксперимента говорят о том, что гиперполяризация играет важную роль в адаптации к неблагоприятным, но в целом переносимым условиям среды: подавляя фотосинтез, она позволяет растению перейти в энергосберегающий режим. Ели же если на растение действуют сильные раздражители, то передача сигналов об опасности происходит уже другим путем.