Подобно тому, как мы принимаем аспирин, чтобы облегчить раскалывающуюся головную боль, у растений также есть своя форма лекарства, которая помогает во время стресса. Это органическое соединение, известное как салициловая кислота, естественным образом вырабатывается, когда растения сталкиваются с такими вещами, как засуха и жара, и новое исследование демонстрирует, как этот процесс можно использовать для защиты сельскохозяйственных культур перед лицом повышения глобальной температуры.
Салициловая кислота встречается в природе в растениях и на самом деле является предшественником аспирина, но использовалась для облегчения боли задолго до того, как синтетический препарат появился на полках аптек. Древние египтяне сдирали листья и кору с ивы, чтобы облегчить боль в суставах, а греческий врач Гиппократ также отметил способность соединения снимать лихорадку и боль.
Авторы нового исследования стремились лучше понять, как производится салициловая кислота, и условия, которые заставляют растения это делать. Это привело их к химическим веществам, называемым активными формами кислорода (АФК), которые все живые организмы вырабатывают в ответ на стресс окружающей среды. Примером может служить кожа человека, которая вырабатывает высокие уровни АФК в ответ на резкий солнечный свет, что приводит к веснушкам и солнечным ожогам. Но на более низких, более безопасных уровнях АФК играют важную роль.
«На несмертельных уровнях АФК подобны экстренному призыву к действию, позволяющему вырабатывать защитные гормоны, такие как салициловая кислота», — объясняет автор исследования Цзинь-Чжэн Ван из Калифорнийского университета в Риверсайде. «Но это палка о двух концах».
В ходе экспериментов на модельном растении под названием арабидопсис ученые обнаружили, что жара, постоянное солнце и засуха заставляют клетки растения вырабатывать сигнальную молекулу под названием MEcPP. По мере того, как эта молекула накапливается, она запускает производство салициловой кислоты, которая играет важную роль в защите хлоропластов, органелл, в которых происходит фотосинтез.
«Это похоже на то, как растения используют болеутоляющее средство от болей, как и мы», — сказала автор исследования Вильгельмина ван де Вен.
Есть надежда, что эти знания о формах салициловой кислоты могут быть применены, чтобы помочь растениям пережить изменение климата. Это может привести к более устойчивым культурам, способным выдерживать более высокие температуры, но преимущества могут распространяться и на многие другие аспекты окружающей среды.