Цветы, которые распускаются ровно на рассвете, и те, что начинают благоухать только глубокой ночью, ведут себя так не случайно. Корейские ученые выяснили, что биологические часы растений управляют не только моментом раскрытия бутонов, но и тем, когда выделяется аромат, чтобы привлечь насекомых-опылителей в самый подходящий момент. Результаты опубликованы в журнале Plant Cell.
Живые часы
Биологические часы растений давно известны ученым. Это внутренний механизм, который позволяет живым организмам подстраиваться под смену дня и ночи. Но до сих пор оставалось неясным, как именно эти часы управляют раскрытием цветков и есть ли у них связь с генами, отвечающими за аромат.
Чтобы разобраться в этом, исследовательская группа выбрала вид табака Nicotiana attenuata. Он растет в пустынных районах американского штата Юта. В тех суровых условиях выживать помогают точные настройки: цветы этого табака распускаются и начинают пахнуть только по ночам, когда вылетают их основные опылители — ночные насекомые.
Кстати, именно такие особенности когда-то вдохновили знаменитого биолога Карла Линнея на создание идеи «цветочных часов». Он предположил, что если собрать вместе растения, которые раскрываются и закрываются в разное время суток, то по ним можно определять время, даже не глядя на часы.
Но долгое время ученые изучали в основном то, как развиваются цветки, а не то, что заставляет их раскрываться в строго определенный час. Исследовательская группа из Кореи пошла другим путем.
Что показали эксперименты
Ученые взяли мутантные растения с измененными генами биологических часов и с помощью молекулярно-биологических методов проследили, как это влияет на раскрытие цветков и выделение аромата. Оказалось, что определенные гены часов играют ключевую роль в обоих процессах. Они не просто задают ритм, а комплексно контролируют и то, когда распускается бутон, и то, когда растение начинает пахнуть.
Это означает, что растения не случайно раскрываются в какое-то определенное время. Они точно настраивают свои внутренние часы, чтобы привлечь опылителей в самый благоприятный момент.
Для табака Nicotiana attenuata это ночь, когда прилетают ночные бабочки и другие насекомые. Для других растений это может быть раннее утро или полдень. Механизм один, а настройки под каждую экологическую нишу свои.
Работа корейских ученых объясняет, как растения выстраивают свои репродуктивные стратегии, подстраиваясь под окружающую среду. В будущем, возможно, появятся технологии, позволяющие контролировать время цветения и интенсивность аромата у культурных растений. Это может быть полезно для сельского хозяйства, селекции и даже для парфюмерной промышленности.
Биологи: пчелы выбирают цветы так же, как люди — рестораны
Ученые впервые засняли невидимое свечение деревьев во время грозы
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX