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
29-11-2013 Просмотров:9548 Новости Цитологии 
Антоненко Андрей
Лауреат Нобелевской премии Джек Шостак (Jack Szostak) "оживил" созданную им ранее искусственную "протоклетку", добавив в нее соль лимонной кислоты; теперь она может самостоятельно воспроизводить молекулу РНК, и ее мембрана при...
28-03-2014 Просмотров:8034 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Знакомьтесь: самое раннее насекомое, внешний вид которого напоминает растение. Из известных на сегодня, конечно. Это хрупкое тельце 126 млн лет пролежало в запылённых скалах Монголии. Сравните крылышки (слева) с растением. (Изображение...
23-12-2016 Просмотров:6075 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи пересчитали насекомых, которых проносятся в небе над нашими головами. Оказалось, что по своей совокупной биомассе они оставляют позади даже перелетных птиц. К такому выводу пришли китайские и британские ученые, чья...
27-05-2022 Просмотров:1971 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Американские и испанские палеонтологи впервые обнаружили ископаемые биохимические свидетельства того, что тираннозавры были теплокровными рептилиями, тогда как многие современные им травоядные динозавры не обладали подобной чертой метаболизма. Об этом сообщила...
26-05-2016 Просмотров:6964 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Исследовательский коллектив из Германии и Японии во главе с Симон Пика (Simone Pika) и Марлен Фройлих (Marlen Froehlich) по результатам длительного сравнительного общения в диадах мать-детеныш у бонобо и шимпанзе...
Tyrannosaurus rex некоторыми палеонтологами считается всего лишь падальщиком, который был не в состоянии угнаться за здоровыми и быстрыми жертвами. А вот аспирант из Университета Альберты (Канада) Скотт Персонс уверен, что…
Международная группа ученых установила, что в древней атмосфере Земли содержалось намного меньше кислорода, чем сегодня. Эти данные опровергают популярную гипотезу, объясняющую гигантизм динозавров повышенной концентрацией кислорода в воздухе. Команда исследователей под…
Климатологи из Техасского университета A&M и Йельского университета (США), под руководством ассоциированного профессора Роберта Корти (Robert Korty) пытаются понять, почему Сахара, еще 6000 лет назад покрытая густыми тропическими лесами, сейчас…
20 июля 2018 года в 12-00 в конференц-зале КНЦ сотрудники географического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова посетят Апатиты и в формате научно-популярной лекции расскажут об уникальноcти городского микроклимата, международном научном проекте…
Пьеранджело Лупорини и его коллеги из Университета Камерино (Италия) впервые предоставили прямые доказательства того, что две географически разнесённые популяции микроорганизмов могут успешно спариваться и обладают общим генофондом. Один из представителей рода…
Недра Китайской народной республики продолжают удивлять научный мир остатками древних существ. Одно из них, только что описанное палеонтологом Уханьского института геологии и минеральных ресурсов Лун Ченом, своим видом могло бы…
Пополнение хранилища произошло в понедельник и приурочено к его 10-летнему юбилею. Среди поступивших образцов есть необычные культуры, например, эстонский луковый картофель и ячмень, используемый для варки ирландского пива. Также были…
В пустынном районе южноамериканского государства Перу палеонтологи обнаружили ископаемые остатки древних речных дельфинов. К удивлению исследователей, ближайшими родственниками этих животных оказались современные речные дельфины, постепенно вымирающие в наши дни в…
Команда ученых из США и Германии под руководством Бренды Ларисон (Brenda Larison) нашла новый ответ на вопрос о происхождении особенной окраски зебр. Им удалось выяснить, что толщина и яркость черных…
Вверх