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
05-02-2015 Просмотров:8130 Новости Генетики 
Антоненко Андрей
Молекулярные биологи модифицировали один из генов растений таким образом, что они начали воспринимать молекулы одного из противогрибковых средств в качестве сигнала наступления засухи, что позволяет в прямом смысле управлять их чувствительностью к отсутствию воды, говорится...
18-02-2021 Просмотров:2361 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Результаты нового исследования немецких ученых предполагают, что исчезновение мамонтов и другой мегафауны Северной Америки в конце плейстоцена было связано с климатическими изменениями, а не с приходом на континент первых людей...
09-09-2014 Просмотров:8014 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Редчайшая находка на одной из калифорнийских ферм помогла палеонтологам восстановить прижизненную окраску колумбийских мамонтов. Сохранившиеся в породе пучки шерсти оказались ярко-рыжего цвета. Колумбийский мамонт (Mammuthus columbi) Колумбийский мамонт (Mammuthus columbi) обитал на...
15-09-2014 Просмотров:7979 Новости Ботаники Антоненко Андрей
Граф Дракула оценил бы, как действует повилика Cuscuta pentagona, считают ученые: растение обвивается вокруг своей жертвы, прокалывает его стебель и постепенно высасывает из него все жизненные соки. Распространенный сорняк не просто...
20-04-2011 Просмотров:12395 Новости Экологии Антоненко Андрей
Побережья арктических морей стали активно разрушаться. В среднем, по подсчетам ученых, берега отступают со скоростью 50 см в год. А на Аляске скорость разрушения достигла 8,4 метра в год. Арктика –...
Палеонтологи откопали в США древнейших ракоскорпионов. Длина тела самых крупных из них могла доходить до 170 сантиметров. РакоскорпионОб этом говорится в статье американских ученых из Университета Айовы, опубликованной в журнале BMC Evolutionary Biology. Ракоскорпионы…
Исследователи подтвердили, что за пределами Африки около 30 тысяч лет назад жили не только Homo sapiens и неандертальцы, но и третья группа гоминидов. Денисова пещераМеждународная группа исследователей, возглавляемая Сванте Паабо (Svante…
Как вели себя во время охоты древние нелетающие птицы – фороракосы вида Andalgalornis steulleti – установили палеонтологи из Аргентины, Чили, Австралии и США. О своих расчётах и выводах…
Возможно, вы уже видели графики , составленные благодаря кернам антарктического льда, — своего рода кардиограммы ледниковых периодов. Если да, то, скорее всего, вы отметили их циклический характер: примерно сто тысяч…
В высокоорганизованных колониях пчёл, ос и муравьёв королева-матка держит массу рабочих особей в подчинении с помощью специального феромона, который поддерживает у них постоянное бесплодие, — поэтому никаких амбиций, касающихся продолжения…
Палеонтологи обнаружили в Аргентине окаменевший плод физалиса, растения из семейства пасленовых, к которому принадлежат также помидоры и картофель. Возраст находки составляет 52,2 млн лет. Отпечаток Physalis infinemundiО своем открытии американские специалисты…
Мягкие ткани (кожа, перья и др.), как известно, сохраняются очень редко. Но в некоторых случаях их можно реконструировать с помощью новой методики. Окаменевшая кожа (слева), пятна с высокой концентрацией фосфора (справа…
Населяющие американский полуостров Флорида аллигаторы являются настоящим анахронизмом и имеют все основания претендовать на почетный статус живого ископаемого. Таковы результаты исследования палеонтологов Флоридского университета, изучающих древнюю фауну полуострова. Череп аллигатораКак выяснили…
Великолепно сохранившиеся останки тиктаалика, предполагаемого "переходного звена" между рыбами и четвероногими животными, помогли палеонтологам выяснить, что "сухопутные" задние конечности появились уже среди рыб, а не у древнейших земноводных, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the…
Вверх