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
11-12-2013 Просмотров:8641 Новости Ботаники 
Антоненко Андрей
Новейшие методы генетики позволили ботаникам обнаружить на Азорских островах редкий вид орхидей, описанный еще в первой половине XIX века. Почти на два столетия ученые забыли о его существовании. ОрхидеяОб этом говорится...
13-07-2015 Просмотров:7513 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Кембрийский взрыв вызвал к жизни множество причудливых форм, многие из которых не имеют точных аналогов среди современной фауны. Например, ныне полностью желеобразные гребневики в начале фанерозоя были заключены в прочные...
03-02-2011 Просмотров:10735 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Проведённые биологами из Швеции и Сингапура эксперименты на мышах показали, что микробиота пищеварительного тракта влияет на развитие мозга и поведение млекопитающих. Сравнение результатов, показанных обычными (им соответствуют белые точки и столбцы)...
17-03-2013 Просмотров:14408 Новости Зоологии Антоненко Андрей
На этой неделе в Вашингтоне (США) началась TEDxDeExtinction, конференция, посвящённая восстановлению вымерших видов. В том, что сейчас, в принципе, можно восстановить, собрать по кусочкам генома какой-нибудь вымерший вид, сомнений уже...
13-06-2013 Просмотров:10943 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Уникальной палеонтологической находкой поделились специалисты Хакасского заповедника: в одном из районов республики они обнаружили выход на поверхность пород с отпечатками лепидодендронов – растений, покрывавших планету в девонский и каменноугольный периоды...
В психологии есть понятие избирательного (выборочного) внимания, под которым подразумевается способность концентрироваться на каком-то одном элементе сложного раздражителя и пренебрегать остальными. Например, когда теннисист собирается отбить летящий к нему мяч,…
Через 2,8 млрд лет умирающее Солнце набухнет и превратится в красного гиганта, который опалит нашу планету уничтожив на ней всю жизнь. Примерно за миллиард лет до этого на Земле останутся…
Самый древний в Южной Америке помидор нашли ученые из университета Пенсильвании в геологических отложениях палеогенового периода. Как стало известно, прадедушка современных томатов довольно сильно отличался от хорошо известных нам сегодня…
Морские черепахи известны тем, что для размножения возвращаются на родину. И это ещё мягко сказано! После 25 лет странствий по морю они приплывают буквально на тот же самый пляж, где…
Ученые оценили аэродинамические качества семян различной формы, принадлежавших древнему хвойному растению. Выяснилось, что лучше всего из них летали семена с одной лопастью – именно к такой конструкции в ходе эволюции…
С 10 по 15 июня 2013 г. в городе Ростов-на-Дону прошло VIII Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода "Фундаментальные проблемы квартера, итоги изучения и направления дальнейших исследований". 10 июня в Ростове-на-Дону…
Шон Модесто (Sean Modesto) и его коллеги из канадского университета Кейп-Бретона (Cape Breton University) исследовали пещеры американского штата Оклахома и неожиданно для себя наткнулись на окаменелые черепа рептилий, сохранивших в…
Ученые выяснили, что приматы способны издавать контрастные гласные звуки — ключевой элемент человеческой речи. Это значит, что наши предки могли начать говорить намного раньше, чем предполагалось. Результаты исследования опубликованы в…
Изучив древние залежи материковых горных пород, найденные на территории современной Индии, геологи сделали вывод, что первые полноценные участки суши появились на Земле около 3,3 млрд лет назад. Результаты исследования опубликовал научный журнал Proceedings…
Вверх