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
06-10-2014 Просмотров:7264 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Новый вид ихтиозавров, найденный в окрестностях Москвы, только что описали российские палеонтологи. Рыбоящер жил в юрском периоде и был частым гостем морских глубин. Он мог погружаться на глубину свыше полукилометра,...
17-01-2011 Просмотров:12706 Новости Экологии Антоненко Андрей
Количество пыли природного происхождения в атмосфере Земли по сравнению с XIX веком удвоилось. Правда, для климата это, по мнению исследователей, только хорошо. Атмосферная пыль Земли удвоилась Ученые из Австралии, Великобритании...
10-05-2018 Просмотров:2524 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Японские ученые провели исследование поведения летучих мышей и выяснили, каким образом им удается избегать столкновения друг с другом во время полетов в стае в условиях полной темноты внутри пещеры. Об...
21-05-2010 Просмотров:10879 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Учёный мир и мир околонаучный бурлят от возбуждения. Генетики в США смогли создать искусственную жизнь — простую клетку микоплазмы. После того, как они выстроили её цепочку ДНК и подсадили в...
23-05-2012 Просмотров:15388 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
За 160 миллионов лет состав чернил у головоногих моллюсков не изменился. Группа американских палеонтологов из Университета Дьюка обнаружила в отложениях нижней (195 млн лет назад) и средней (162 млн лет) юры...
Ученые из международного научного проекта eFLOWER реконструировали внешний вид и строение древнейшего цветка, который был у первых цветковых растений, когда они только появились. Статью об этом, опубликованную в журнале Nature…
Представьте, что вы смогли поднять Гренландский ледниковый щит и увидеть, что под ним. Конечно, 1,7 млн км² медленно тающего льда должны опираться на огромный бассейн талой воды, не так ли? Каньон в…
Костный мозг – загадочное и не до конца изученное приобретение высших животных. Детали его работы и этапы эволюции до сих пор вызывают у ученых множество вопросов. Ответить на некоторые из…
Древний родственник современных пираний кусал сильнее, чем аллигаторы, акулы и даже могучий Tyrannosaurus rex. Megapiranha paranensis (фото Steve Huskey)К такому выводу пришли исследователи ромбовидной пираньи (Serrasalmus rhombeus) — крупнейшего представителя этого…
Если малёк форели вышел из икринки, зревшей в заднем конце яичника, он окажется больше своих братьев и сестёр, которые вылупились из икринок, сформировавшихся в переднем конце. Но при этом обмен…
В китайской провинции Внутренняя Монголия обнаружены две норы, датируемые пермским периодом. По мнению местных палеонтологов, строителями этих убежищ были достаточно крупные четвероногие, лишь немного уступавшие размерами листрозаврам. Предполагаемые обитатели нор По сообщению…
Впервые в желудке динозавра обнаружены останки птицы. Динозавр с птичкой внутри (здесь и ниже изображения авторов работы)Палеонтологи давно подозревали, что птицы входили в рацион хищных динозавров, но доказательств не хватало. Пробел…
Неожиданную гипотезу вымирания гигантопитеков – огромных азиатских обезьян трехметрового роста – предложили китайские палеонтологи. Согласно их недавно опубликованной гипотезе, крупнейших приматов всех времен сгубили сладкие фрукты и вызванные ими проблемы…
В Арктике на 20% увеличилась доля распресненной воды. Похоже, что пресная вода начала сильнее поступать из всех источников — и из рек, и из ледников, и из осадков. Северный Ледовитый океан…
Вверх