Даже легкое касание листьев способно запустить в растении сложную цепочку биохимических реакций. Всего за минуту клетки начинают передавать сигналы, которые влияют на активность генов и впоследствии могут изменить характер роста. Выяснить, как работает этот механизм, удалось специалистам Лундского университета в Швеции, сообщает Earth.com.
Растения постоянно испытывают механическое воздействие окружающей среды. Их стебли раскачиваются от ветра, листья принимают удары дождевых капель, а ткани повреждаются насекомыми и травоядными животными. Поскольку растения не способны уйти от неблагоприятных условий, им приходится приспосабливаться к внешним воздействиям.
Чтобы разобраться в механизме такой реакции, ученые провели опыты с резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana). Двенадцатидневные растения осторожно обрабатывали мягкой кисточкой, совершая около десяти движений. Затем исследователи наблюдали за изменениями на молекулярном уровне.
Оказалось, что механическое воздействие активирует последовательность белковых реакций. Сначала в передачу сигнала включаются MAPKKK3, MAPKKK4 и MAPKKK5. Далее они воздействуют на MKK4 и MKK5, которые, в свою очередь, активируют MPK3 и MPK6.
Последние два белка реагировали уже в течение первой минуты после прикосновения. Повышенная активность сохранялась приблизительно десять минут, а спустя двадцать минут практически исчезала.
Изменения затрагивали и работу генов. Анализ, проведенный через 22 минуты после воздействия, выявил реакцию 2032 генов. При этом около 800 из них находились под контролем обнаруженной сигнальной цепи.
Однако последствия прикосновений не ограничивались кратковременными молекулярными изменениями. В другом эксперименте растения дважды в день обрабатывали кисточкой. Спустя две недели площадь листовых розеток у обычных экземпляров оказалась примерно на 38% меньше, чем у растений, которых не трогали.
Когда ученые нарушали работу отдельных компонентов сигнальной цепи, изменения роста становились менее выраженными. В зависимости от генетических особенностей экспериментальных растений уменьшение площади листьев составляло около 20–28%.
Таким образом, даже слабое физическое воздействие способно повлиять на дальнейшее развитие растения. Исследователи установили, каким образом клетки передают соответствующий сигнал, однако первоначальный механизм распознавания прикосновения пока остается неизвестным.
