Все растения Земли не стали смертельно ядовитыми для вредителей из-за того, что производство токсинов крайне негативно влияет на скорость роста и размножения, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале PNAS.
"Мы впервые показали, что огромные "вложения" в оборону всегда уменьшают то количество ресурсов, которое флора могла бы использовать для роста и размножения. Мутантные растения действительно были неуязвимы для атак насекомых и грибков, но они росли крайне медленно, что было заметно даже любому случайному прохожему", — рассказывает Цянь Го (Qiang Guo) из университета штата Мичиган в Ист-Лэнсинге (США).
"Война" между растениями и травоядными животными, как рассказывают ученые, давно стала одним из самых продолжительных конфликтов в истории Земли. Она продолжается уже свыше 350 миллионов лет.
За это время растения выработали бесчисленное множество токсинов и научились "засеивать" свои клетки несъедобными частицами кремния для того, чтобы защитить себя от посягательств животных, а последние – выработали ферменты, нейтрализующие эти яды и обезвреживающие наночастицы.
Учитывая то, что животные не могут самостоятельно извлекать энергию из света и тепла Солнца, ученые достаточно давно пытаются понять, почему растения не одержали полную и безоговорочную победу в этой "войне", став абсолютно несъедобными для всех животных.
Го и его коллеги нашли возможную причину, наблюдая за жизнью трансгенных саженцев арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), дальнего родича капусты, у которых были повреждены гены из семейства JAZ, управляющие работой "иммунной системы" растений.
Эти гены, как отмечает генетик, помогают нормальным растениям временно "отключать" защитные реакции в те времена, когда их жизни ничто не угрожает. Как только гусеницы, коровы или другие "вредители" начинают атаковать растение, оно подавляет работу JAZ и начинает вырабатывать токсины и летучие сигналы, предупреждающие соседей об опасности.
Ученых давно интересует, управляют ли гены JAZ ростом растений. С одной стороны, возможно, что они активно перенаправляют ресурсы и нарушают работу фотосинтеза при появлении угрозы. С другой стороны, их активность может влиять на набор биомассы и размножение опосредованно, из-за общего "дефицита" питательных веществ.
Повреждая разные комбинации этих генов, Го и его команда пытались понять, какая из теорий ближе к истине, и что мешает растениям создать "идеальную" защиту.
Как показали эксперименты, уничтожение большей части JAZ приводит к тому, что растение навсегда переключается в "боевой" режим, но при этом резко снижает скорость роста и темпы размножения. Получив подобные результаты, ученые проверили, что произойдет, если "подкормить" растение сладкой водой.
Опыт резко ускорил рост мутантного арабидопсиса и подтвердил, что защитные механизмы "отнимают" ресурсы, которые растение обычно тратит на размножение и увеличение биомассы.
Это, в свою очередь, объясняет, почему растения до сих пор не победили вредителей. При недостатке пищи и ресурсов им выгоднее не защищаться, а направлять максимальное количество ресурсов на размножение и рост. Это помогает не отстать от других представителей флоры при захвате новых ареалов обитания и в дальнейшей эволюции, заключают ученые.
Источник: РИА Новости
15-02-2014 Просмотров:8271 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Новое местонахождение окаменелостей мягкотелых морских организмов кембрийского периода обнаружено в Скалистых горах. Оно находится всего в 40 км от знаменитого Берджесс Шейл и сохранило до наших дней чуть более молодую...
18-04-2014 Просмотров:8191 Новости Антропологии Антоненко Андрей
В современной науке популярна гипотеза о том, что значительная часть реакций на зрительные, слуховые и прочие раздражители унаследована нами у далёких предков, которые приобрели их в процессе эволюции. Иными словами,...
13-10-2012 Просмотров:18166 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Зоологи из Университета Южной Флориды (США) выяснили, у кого из акул самые мощные челюсти. Повезло акуле-быку, не самому крупному виду среди хищных акул (длина тела — до 3,5 м). Сила...
21-11-2010 Просмотров:12609 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Биохимики раскрыли тактику химической борьбы одних бактерий с другими за место под солнцем. Возможно, в будушем ученые придумают, как поставить микробные войска на службу человеку. Кишечная палочкаВ социальной жизни бактерий присутствует...
10-07-2013 Просмотров:9016 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Среди людей великолепные усы далеко не всегда свидетельствуют о достоинствах их обладателя, хотя сами усачи наверняка хотели бы убедить нас в обратном. Однако среди усатых чесночниц Leptobrachium boringii похвальбу усами...
Хотя осьминоги и считаются одними из самых умных животных, учёные всё равно до сих пор не могут взять в толк, как эти моллюски ухитряются управляться аж с восемью конечностями. Всё-таки…
Насекомые имеют фиксированную систему дыхательных трубочек — трахей, поэтому, когда гусеница растёт, она начинает испытывать недостаток кислорода. Это служит сигналом к началу линьки, во время которой дыхательная система личинки пополняется…
Раскопки на африканских островах Зеленого Мыса показали, что этот архипелаг был однажды полностью затоплен волной суперцунами высотой 300 метров, порожденной взрывом и обвалом стенок вулкана Фого в море в 50 километрах от данных островов, говорится…
С того самого момента, когда появились первые описания антарктических подледниковых озёр, учёных интересуют формы жизни, которые могли бы существовать (и очень даже неплохо себя чувствовать) в этих уникальных и малоизученных…
В Оклахоме палеонтологи обнаружили образец десятиногого ракообразного, возраст которого составляет около 360 млн лет, что соответствует фаменскому ярусу верхнего девона. Останки A. mapesi (фото Rodney Feldmann / NOAA) Новый вид…
Международная группа палеонтологов описала одного из самых древних в истории паразитов, 425 млн лет назад жившего на палеозойских членистоногих. Как показали исследования, далекие потомки силурийского паразита Invavita piratica живы до…
Ученые обнаружили в Тихом океане самую крупную губку из тех, что существуют на Земле. По размерам она приближается к габаритам небольшого автомобиля. Об этом говорится в статье американских специалистов, опубликованной в журнале Marine…
В конце 50-х годов горбуша была интродуцирована в район Баренцева моря. Уже в 1960 г. сотни тысяч горбуш пошли на нерест в реки Кольского полуострова. Отдельные рыбы вылавливались у берегов…
Ученые из нескольких китайских университетов изучили, как губчатая многоножка под названием китайская рыжая сколопендра (Scolopendra subspinipes mutilans) убивает своих жертв, часто в десятки раз превосходящих ее по размерам. Все дело…
Вверх