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
24-02-2015 Просмотров:7951 Новости Микробиологии 
Антоненко Андрей
Исследовательская группа по экспериментальной экологии и эволюции Института химической экологии имени Макса Планка (Йена, Германия) под руководством доктора Кристиана Коста (Christian Kost) открыла новый тип взаимодействия между клетками бактерий, при...
16-11-2012 Просмотров:12999 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Больше века длится спор о предках белой акулы. Одни говорят, что крупнейшая хищная рыба современности ведёт род от древних гигантов. Другие полагают, что это мако . Судя по результатам нового...
31-10-2010 Просмотров:11355 Новости Окенологии Антоненко Андрей
Специалисты, изучающие рыб Северного Ледовитого океана, которые по каким-то таинственным причинам не замерзают при минусовых температурах, обнаружили в них природный антифриз. В арктических рыбах обнаружен природный антифриз (фото с kalitva.ru) Температура...
27-01-2011 Просмотров:10788 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Животным понадобилось каких-то 85 млн лет (мгновение по геологическим меркам) на то, чтобы развиться и обжить бóльшую часть суши и океанов. Хотя ископаемые останки и молекулярная биология могут многое рассказать...
12-10-2017 Просмотров:3528 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи нашли на территории штата Юта останки крайне необычного организма, который был похож по форме на цветок и жил на дне первичного океана Земли примерно 500 миллионов лет назад, говорится в статье, опубликованной в Journal of Paleontology. Тюльпан...
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…
Палеонтологи обнаружили на территории Мьянмы уникальный фрагмент янтаря, внутри которого 100 миллионов лет назад был заточен кровососущий клещ и перо его жертвы – хищного пернатого динозавра, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Кровососущий…
Австралийские ученые провели МРТ-картирование мозга кальмара Sepioteuthis lessoniana и выяснили, что он по сложности сопоставим с мозгом собаки. Результаты исследования опубликованы в журнале iScience. Современные головоногие, в число которых входят осьминоги,…
Новый вид ихтиозавров, найденный в окрестностях Москвы, только что описали российские палеонтологи. Рыбоящер жил в юрском периоде и был частым гостем морских глубин. Он мог погружаться на глубину свыше полукилометра,…
Взрослые носухи защищают детёнышей, ворующих пищу у других особей. Это происходит даже в том случае, если маленькие воришки не приходятся защитникам роднёй. Южноамериканские носухи живут сообществами в несколько десятков особей. Несмотря…
Чтобы кукушата выжили в чужом гнезде, кукушки подкрашивают не только яйца, но и кожу подкидышей. Причем птицы-паразиты научились красить птенцов в разные цвета. Раскраска кукушат австралийской бронзовой кукушкиВ процессе эволюции…
Один из открытых недавно муравьев, живших в меловом периоде, как выясняется, насаживал своих жертв на специальный металлизированный рог, росший у него на лбу, и жадно всасывал вытекающую из добычи гемолимфу…
После гона самцы серны оказываются с истощёнными энергетическими запасами, и в случае инфекции их иммунитет не может справиться с болезнью. Поэтому дольше живут те самцы, иммунная система которых более совершенна. Обычно…
В Японии, неподалёку от горы Фудзи, обнаружен лосось, считавшийся вымершим семьдесят лет назад. Кунимасу (вверху) и красная нерка. (Фото Sakana-kun / ANAN.) Кунимасу, он же Oncorhynchus nerka kawamurae, являющийся подвидом…
Вверх