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
23-02-2013 Просмотров:11536 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Арктика стремительно перестает быть "царством льда и холода", но далеко не всех это радует. В частности, самые крупные хищники региона, белые медведи, от потепления отнюдь не в восторге — оно...
04-05-2017 Просмотров:5018 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Биологи нашли в гиппокампе, центре памяти в мозге, особую зону, которая является своеобразным датчиком температуры, следящим за тем, чтобы мозг не перегрелся и не возник эпилептический припадок, говорится в статье, опубликованной в журнале Neuron. "Мыши, у которых регион CA2...
02-09-2016 Просмотров:5985 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Австралийские геологи заявили, что им удалось обнаружить в Гренландии остатки бактериальных матов возрастом 3,7 млрд лет. Если интерпретация ученых верна, то находка представляет собой одни из древнейших следов жизни на...
14-06-2013 Просмотров:8936 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Один из ранних представителей птиц, знаменитый археоптерикс, носил яркое и пестрое оперение. Согласно данным, полученным британскими учеными, его перья были довольно светлыми, но с черными кончиками и темной полоской вдоль...
10-07-2014 Просмотров:7788 Новости Генетики Антоненко Андрей
Генетические истоки разделения полов помогли открыть многоклеточные зеленые водоросли Volvox carteri, мужские и женские особи которых разделились от одноклеточных предков Chlamydomonas reinhardtii. ВольвоксГруппа биологов из Центра растениеводства имени Данфорта (США) выявила...
Считается, что юную Землю наполняла горячая вода, но два исследования, результаты которых были представлены на конференции Американского геофизического союза, показали, что в действительности на планете было даже холоднее, чем сейчас. Сурикат…
Летающие насекомые благодаря трению о воздух создают на себе небольшой положительный заряд. Из-за восковой кутикулы, которая покрывает тело, этот заряд сохраняется довольно долго, не исчезая даже после контакта с крупным…
Учёные продолжают искать и находить сходства между человеческой речью и звуками, издаваемыми обезьянами. Новое открытие сделал Тор Бергман из Мичиганского университета (США), изучавший повадки эфиопских гелад. Самец и самка гелады (фото…
Раковины ископаемых головоногих моллюсков аммонитов широко распространены и пользуются большой популярностью у коллекционеров и любителей палеонтологии. Европейские ученые рассчитали специальную формулу, позволяющую предсказывать различные узоры из ребер, покрывающих эти раковины. Аммонит Древние…
Больше всех вредят климату США, Китай, Россия, Бразилия, Индия, Германия и Великобритания. По новым данным, совокупный вклад этих стран в глобальное потепление с 1906 по 2005 г. превысил 60%. Деймон Мэтьюз из…
В Трансильвании (Румыния) близ города Себеш обнаружено первое гнездовье птиц верхнего мела. Gansus yumenensis — трансильванские птицы, скорее всего, были похожи на этот вид. (Изображение Mark A. Klingler / CMNH.)Птицы принадлежали…
В бассейне Енисея является наиболее распространенной рыбой. Обитает от верховьев Енисея до дельты включительно. Известен в губе и устьевых зонах рек, впадающих в Енисейский залив. Отдает предпочтение сравнительно небольшим левобережным…
Ученые выяснили, что переход на мясную диету сыграл ключевую роль в эволюции человека. Питание мясом позволило отказаться от мощных челюстей и дало стимул для развития речи. К такому выводу пришли американские…
Группа под руководством профессора Werner X. Schneider из Билефельдского университета (Германия) изучала, как же именно мозгу удается заставить нас поверить, что мы видим равномерно резкое изображение. Выяснилось, что мы видим…
Вверх