Растения общаются между собой и с другими обитателями живой природы с помощью запахов. Ученые выяснили, как различается коммуникация помидоров в опасности и в благоприятных условиях.
Исследователи активно изучают способы, которые позволяют растениям обмениваться информацией. Согласно опубликованным работам, папоротники для смены пола общаются с помощью феромонов, а грибы после дождя посылают друг другу электрические сигналы. Запах свежескошенной травы — не что иное, как реакция на травму, а если лист растения поедает гусеница, оно специальным сигналом может призвать на помощь хищное насекомое. Кроме того, как мы писали ранее, растения могут буквально издавать звуки, и, как минимум в теории, «общаться» с их помощью (достоверно значение таких сигналов пока не установлено).
В новой научной статье, которую опубликовал Journal of Chemical Ecology, ученые из американского университета Иллинойса проанализировали различия в коммуникации помидоров в зависимости от внешних условий. Выяснилось, что кусты по-разному реагируют на положительное и отрицательное воздействие, а также на несколько раздражителей одновременно.
Помидоры, как и другие растения, взаимодействуют с окружающим миром при помощи летучих органических соединений (ЛОС). Это вещества, которые выделяются в ответ на разные внешние стимулы. Их количество зависит как от типа воздействия, так и от сорта растения. В исследовании участвовали гибриды Mountain Fresh и Valley Girl, а также органические семейные реликвии Amish Paste и Cherokee Purple. Это сорта помидоров, которые чаще всего выращивают в центральном Иллинойсе.
В качестве внешних раздражителей использовались гусеницы-вредители и арбускулярные микоризные грибы (AMF) — микроорганизмы, которые вступают в симбиоз с большинством растений и помогают получать питательные вещества из почвы в обмен на углерод. Ученые отследили сигналы обработанных и необработанных кустов помидоров, а также сравнили их между собой. Для этого восьминедельные растения на час поместили в пакеты, которые блокируют запах. Далее с помощью газовой хроматографии — массовой спектрофотометрии исследователи очистили воздух вокруг кустов и изучили, какие химические вещества выработались.
AMF и гусеницы по отдельности снизили выбросы летучих органических соединений в каждом из четырех сортов, а совместное воздействие вызвало менее заметную реакцию. Гибридные помидоры в целом выделяли меньше ЛОС, чем семейные реликвии. Это вызвало тревогу ученых: селекционные процессы, которые помогают сделать производство овощей массовым, могут быть опасны для защиты растений.
Исследователей также озадачила реакция помидоров на гусениц. Эти насекомые вредят растениям, но кусты, которые подвергались их воздействию, выросли выше остальных. Ученые допускают, что гусениц могло быть недостаточно для настоящей угрозы или насекомые не принесли большого вреда из-за отсутствия голода. Кроме того, травма могла стать стимулом для восстановления и укрепления:
«Возможно, гусеницы вызвали реакцию роста. Это может быть подобно ситуации, когда вы обрезаете дерево, чтобы заставить его вырасти сильнее», — предположила Эрин Дэди, автор исследования. На AMF помидоры отреагировали ожидаемо.
У кустов, которые были в симбиозе с этими микроорганизмами, зафиксировали более высокую биомассу и более сложную структуру корней по сравнению с «самостоятельными» растениями. Исследователи продолжат изучать, какие процессы в кустах помидоров вызывают гусеницы. По словам ученых, понимание таких реакций даст новую информацию о здоровье растений, позволит людям лучше их понимать и эффективнее заботиться об окружающей среде.