Растения способны запоминать, как часто за сезон происходят случаи засухи
Растенния включают гены борьбы с недостатком воды сообразно количеству и периодичности безводных дней, которые они пережили до этого, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Многие растения способны “запоминать” некоторые события в их жизни или даже передавать их следующему поколению при помощи так называемых эпигенетических механизмов. В этих случаях меняется не сама молекула ДНК, а “сложность” ее считывания клеточными механизмами.
Добавление небольших молекул (метильных групп) к отдельным нуклеотидам, “кирпичикам” ДНК, затрудняет их считывание, благодаря чему тот или иной ген будет считываться реже, чем его обычная копия. При помощи этих изменений некоторые арктические растения приспосабливаются к колебаниям климата, а черви-нематоды управляют работой генов долгожительства.
Группа биологов под руководством Зои Аврамовой из университета штата Небраска в городе Линкольн (США) обнаружила механизм эпигенетического приспособления к засухам, наблюдая за реакцией ростков арабидопсиса (Arabidopsis thaliana) на засушливые периоды.
Аврамова и ее коллеги вырастили несколько кустов арабидопсиса в пробирках с питательной жидкостью. Каждый день они извлекали растения из сосудов и помещали их в сушилку на два часа, после чего возвращали в благоприятные условия до наступления следующих суток. После каждого сеанса “засухи” они замеряли количество воды в листьях и брали небольшие пробы ДНК и других молекул из клеток арабидопсиса.
Оказалось, что растения постепенно приспосабливались к регулярным засухам: доля воды в их листьях после “высушивания” неуклонно увеличивалась с каждым эпизодом обезвоживания.
Этот феномен сопровождался одновременным ростом активности генов RD29B и RAB18 во время каждого сеанса сушки. Иными словами, при каждой новой “засухе” эти гены были активнее, чем во время предыдущего периода безводья. В частности, частота считывания этих генов увеличилась в три раза на четвертый день эксперимента.
По словам биологов, растения обладают достаточно слабой памятью – “воспоминания” о пережитых засухах исчезают уже через неделю после обитания в комфортных условиях. Ученые полагают, что именно поэтому другие группы исследователей не могли обнаружить данный феномен.
Аврамова и ее коллеги планируют продолжить свои исследования “для определения тех сигнальных путей и механизмов, которые формируют эпигенетическую “память” на засухи в клетках растений”.
Отметим, что недавно британские ученые выяснили, что овощи умеют “разговаривать” между собой.
Ранее австралийские биологи вывели новый сорт твердой пшеницы, способный расти на подсоленных почвах Австралии и других континентов, и успешно вырастили первый урожай “солеустойчивого” злака.
