Определяют, даже не имея нервов: чувствуют ли растения, когда мы к ним прикасаемся

Ученые Вашингтонского государственного университета сделали любопытное открытие. Даже не имея нервов, растения могут чувствовать, когда мы к ним прикасаемся. При этом они различают начало момента прикосновения и его окончание.

Растительная сигнализация

В ходе эксперимента исследователи прикасались к определенной клетке растения сверхтонкой стеклянной палочкой и наблюдали за реакцией. И она не заставила себя ждать!

Клетка реагировала на прикосновение и посылала "медленные" волны кальциевых сигналов другим клеткам, расположенным по соседству. А когда палочку убирали, она посылала "быстрые" волны.

Ученым уже давно известно о способности растений реагировать на контакт с другими объектами. Однако в новом исследовании выяснилась любопытная деталь. Оказывается, растительные клетки предупреждают друг друга, посылая разные сигналы в момент прикосновения и после его окончания.

"Для нас стало открытием, что клетки растений настолько чувствительны. Они определяют малейшее изменение давления на их стенки, благодаря чему узнают, что кто-то их касается, – поделился наблюдениями ведущий исследователь профессор биологических наук Майкл Кноблаух. - Удивление вызывает тот факт, что у растений отсутствует нервная система. При этом они очень тонко реагируют, используя совершенно иные, чем у животных, механизмы".

Ход эксперимента

Майкл Кноблаух с коллегами провел 84 эксперимента на 12 экземплярах кресс-салата и табака. Это не обычные растения, а "усовершенствованные". Использовав новейшую технологию, в них включили кальциевые сенсоры, чтобы с их помощью наблюдать за проходящими внутри клеток реакциями.

Ученые исследовали под микроскопом фрагменты зеленых растений, прикасаясь к отдельным живым клеткам специальной микроконсолью, представляющей собой крошечный стеклянный щуп размером с волосок. В зависимости от продолжительности и силы нажатия в клеточном сообществе происходили сложные реакции. Но их объединяла одна особенность.

Что узнали ученые

После прикосновения в течение полуминуты исследуемая клетка начинала испускать так называемые медленные волны ионов кальция. Они распространяли информацию в соседние клетки. "Сигнализация" при этом работала от 3 до 5 минут.

После окончания прикосновения клетка реагирует иначе. Она мгновенно генерирует серию более быстрых химических волн в течение одной минуты.

По мнению команды ученых, наиболее очевидным объяснением реакции растений является изменение давления внутри исследуемой клетки. В то время как у животных клеточная мембрана легко проницаема, стенки растительных клеток более плотные, и их нелегко преодолеть. Но они гибкие, поэтому способны передавать информацию путем изменения внутриклеточного давления.

Какие ваши доказательства

Чтобы проверить теорию, ученые поместили внутрь растительной клетки микроскопический датчик. При прикосновении давление действительно увеличивалось. В этот момент появлялись кальциевые волны. После ослабления нажатия оно уменьшалось, и возникали волны иного рода.

Это интересный эволюционный механизм, позволяющий растениям находиться в контакте с окружающей средой. В то время как у животных на раздражения способны реагировать только нервные клетки, у растений каждая клетка на поверхности является источником информации.

Исследование выявило различные виды кальциевых волн в момент контакта и после его прекращения. Но как именно гены растения реагируют на эти сигналы, ученым еще предстоит узнать.