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
06-03-2014 Просмотров:8220 Новости Генетики 
Антоненко Андрей
Мимикрия сослужила эволюционной биологии хорошую службу, став одним из аргументов в пользу эволюционной теории. Один из двух отцов теории эволюции, Альфред Уоллес, путешествуя по Азии, заметил, что бабочки-парусники Papilio polytes имитируют окраску ядовитой...
12-01-2011 Просмотров:12031 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Анализ ДНК человеческой вши помог американским ученым ответить на вопрос, когда предки человека научились носить одежду. Это произошло, по мнению исследователей, одновременно с появлением нового подвида — вши платяной. Первобытные...
15-06-2015 Просмотров:7654 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Майкл Д`Эмик (Michael D'Emic), специалист по анатомическим исследованиям из Университетской школы Стоуни-Брук в Нью-Йорке (США), подливает масла в огонь продолжающегося спора о том, были ли динозавры холоднокровными, теплокровными, или чем-то...
16-04-2011 Просмотров:12226 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Россия отказалась от квот на добычу белого медведя – животного, которое занесено в российскую Красную книгу. Белые медведи (википедия)Российские власти отказались от существовавшей квоты на добычу белых медведей. Раньше аборигенам США...
13-09-2013 Просмотров:8944 Новости Окенологии Антоненко Андрей
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...
Палеонтологи нашли на северо-западе Канады останки крайне необычного существа, похожего на "чужого" из одноименного фильма Ридли Скотта, которое может быть близким родственником предка всех пауков и клещей, говорится в статье, опубликованной в журнале BMC Evolutionary…
Монстеры, которые можно увидеть везде, от кадок в госучреждениях до ботанических садов, пришли к нам из влажных тропических лесов Южной Америки. И их замечательную дырявость листьев обычно связывают с исконным…
Палеонтологи, изучая насекомых в кусках ископаемой смолы, выяснили, что ДНК в них не содержится. Это значит, что в составе янтаря генетический материал сохраняется еще хуже, чем в костях. Поэтому не…
Клюв работает у пернатых этаким радиатором: у особей, живущих в жарких областях, он почти вдвое увеличивается в размерах и служит для охлаждения тела — подобно ушам у зайца или вываленному…
Палеонтологи из Китайской академии наук описали пару саламандр юрского периода, которые были обнаружены вместе с содержимым своих желудков в пластах Даухугоу (уезд Нинчэн, Внутренняя Монголия). Jeholotriton paradoxus со своими жаброногими (здесь и…
Некоторые змеи и ящерицы, вместо того чтобы откладывать яйца, рожают живых детёнышей. Они удерживают оплодотворённые и сформировавшиеся яйца в яйцеводах, где потомство и появляется на свет. Долгое время считалось, что…
Загадочное семейство морских животных Chancelloriidae, живших в кембрийском периоде, долгое время считали близкими родственниками губок. Однако новое исследование показывает, что по своему строению ханцеллорииды чем-то ближе к кораллам, а чем-то…
Когда на суше появилась жизнь? Ответ на этот вопрос (один из фундаментальных в науке) зависит прежде всего от значения слов «жизнь» и «суша». Существуют чёткие свидетельства жизни в пресной воде (в…
Мы привыкли считать, что отсутствие одного органа чувств увеличивает эффективность других. Так, у слепых сильно обостряется слух. Однако бывают и исключения: у некоторых рыб, живущих в подземных водоёмах, не только…
Вверх