Naujajame tyrime, kuris dar turi būti recenzuotas ir paskelbtas žurnale, atsparumas reiškia augalo gebėjimą ištverti per didelį šviesos kiekį nepatiriant rimtos žalos – pavyzdžiui, lapų pažeidimų. Tyrėjai įvertino šią žalą matuodami jonų nutekėjimą iš lapo. Atsparesnis augalas, reaguodamas į per didelį šviesos kiekį, turės mažesnį jonų nutekėjimą iš lapų, o jautresnis augalas – didesnį.
„Mes įrodėme, kad jei augalai liečiasi vienas su kitu, jie yra atsparesni šviesos stresui, palygindami augalų grupes, kurios liečiasi, su grupėmis, kurios nesiliečia“, – sako Misūrio universiteto (JAV) fitologas Ronas Mittleris.
2022 m. tyrime mokslininkai parodė, kad fiziškai liesdamiesi augalai gali perduoti elektrinius signalus. R. Mittleris sako, kad jie tęsė šį darbą, siekdami ištirti, ar pats prisilietimas padidina augalų atsparumą stresui. Tyrimui komanda pasitelkė baltažiedį vairenį (Arabidopsis thaliana). Jie išdėstė šiuos augalus taip, kad viena augalų grupė liestųsi lapais, o kita – ne.
Susiję straipsniai
Sukūrę šį fizinį ryšį, mokslininkai išbandė augalų atsparumą stresui, veikdami juos ryškia, intensyvia šviesa, panašia į stiprią Saulės šviesą. Po to jie įvertino padarytą žalą, matuodami jonų nutekėjimą iš pažeistų audinių ir pigmento, vadinamo antocianinu, kaupimąsi. Antocianino kaupimasis yra augalų streso požymis.
Rezultatai parodė, kad lapų pažeidimai buvo mažesni, o antocianino kaupimasis mažesnis, kai augalai fiziškai lietėsi vienas su kitu. Tuo tarpu „vieniši“ augalai turėjo žymiai didesnį antocianino kiekį. R. Mittleris pasakoja, kad jei stresas keliamas vienam augalui, jis siunčia signalą visiems kitiems augalams, su kuriais liečiasi – ir jie visi tampa atsparesni.
Norėdama geriau suprasti mechanizmą, komanda naudojo genetiškai modifikuotus augalus, kurie negali perduoti cheminių signalų. Eksperimentinė schema susidėjo iš trijų augalų grandinės: „siųstuvo“, tarpininko viduryje ir „imtuvo“. Pakeitus tarpininką mutavusiais augalais, „imtuvai“ negavo apsaugos nuo streso. Ši schema taip pat parodė, kad vandenilio peroksido išsiskyrimas yra labai svarbus atsparumui didinti.
Šis tyrimas taip pat pabrėžia augalų bendradarbiavimo pusę. Paprastai augalai konkuruoja dėl erdvės, šviesos ir maistinių medžiagų. R. Mittleris tai vertina kaip evoliucinį kompromisą.
„Jei augi atšiauriomis sąlygomis, geriau augti grupėje. Jei augi tikrai idealiomis sąlygomis, be grobuonių ir be streso veiksnių, tada geriau augti atskirai“, – sako jis.
„Šio straipsnio autoriai siūlo apgalvotą ir sumanų eksperimentinį planą, siekdami geriau suprasti vis dar nepakankamai ištirtus antžeminių augalų tarpusavio komunikacijos mechanizmus“, – sako Kornelio universiteto augalų biologas Piyushas Jainas, dalyvavęs tyrime. Šis planas atsako į seniai kylantį klausimą: ar cheminiai ir elektriniai signalai yra atsakingi už padidėjusį atsparumą pernelyg dideliam šviesos stresui.
Tyrimas, kuris dar nebuvo recenzuotas, buvo paskelbtas „BioRxiv“.
Parengta pagal „New Atlas“.