(Разные разности. «ХиЖ» 2026 №3)
Как растения узнают, что пора зацветать? Выбрать правильный момент для цветения растениям помогают многие факторы. Например — длина светового дня. Если день удлиняется, то весна переходит в лето, а это значит, что активность насекомых-опылителей максимальная и условия для созревания семян самые благоприятные.
Швейцарские ученые из Университета Женевы выяснили в эксперименте, что основную роль в запуске цветения играют солнечные лучи среднего ультрафиолетового диапазона UVB (280–315 нм), а также белки FT и RUP2. Поступающие от солнца UVB-лучи запускают в растениях синтез белка FT, который работает своеобразным гормоном цветения. Другой белок RUP2 — это сдерживающий противовес. Он способен подавлять работу FT, но только в том случае, если ультрафиолетового излучения недостаточно. Благодаря этой безукоризненной системе регулировки растения умеют точно выбирать время для цветения (Genes & Development).
Но вот что интересно: длительность светового дня, связанная с восходами и закатами, для каждого сезона своя и не меняется с годами. А растения по всему миру зацветают всё раньше и раньше. Почему? Ответ кажется очевидным — из-за глобального потепления. Но, оказывается, само по себе повышение температуры не объясняет перемены в календаре цветения. Так в чем же дело?
А дело — в росе, в тех самых маленьких капельках воды, которые появляются ранним утром на траве и листьях. Через росу глобальное потепление влияет на цветение, потому что чем выше температура воздуха, тем больше паров воды он может удерживать. Значит, и росы поутру будет больше. И выпадать она начнет раньше.
Согласно результатам исследования, выполненного химиками из Стэнфордского университета, крошечные капли воды, попадающие на поверхность листьев, запускают каскад химических сигналов, которые сообщают растению, что пришло время цвести (PNAS).
На самом деле все началось со случайного наблюдения за каплями воды на грунте. Ученые случайно обнаружили, что крошечные капли воды химически ведут себя совсем не так, как большие объемы воды. В ходе предыдущего исследования ученые выяснили, что, когда микрокапли воды образуются на твердом неорганическом субстрате, например на почве, химические реакции на поверхности приводят к образованию высокореактивных радикалов.
А что же происходит с растением, если на поверхности его листочков образуются эти радикалы под каплей воды? Чтобы выяснить это, исследователи обратились к наиболее изученному, классическому модельному растению арабидопсису, Arabidopsis thaliana, небольшому цветковому виду семейства Капустные, к которому также относятся капуста, брокколи и редис.
Детальные молекулярные исследования в лаборатории показали, что в каплях росы на листьях арабидопсиса образуется пероксид водорода. Он образуется именно в крошечных каплях, а в массиве воды — нет. Затем пероксид вступает в реакцию с аминокислотами на поверхности листочков, образуя оксид азота (NO) — сигнальную молекулу, присутствующую и в растениях, и в животных. Оксид азота с поверхности капель попадает в клетки растения, запуская каскад ферментативных реакций, которые вызывают цветение.
Тот факт, что оксид азота участвует в передаче сигналов, был известен давно. Однако открытие здесь состоит в том, что капли росы стимулируют выработку оксида азота. И это поистине удивительно.
Исследователи также проанализировали 12 миллионов полевых наблюдений за сроками цветения растений семейства Капустные, собранных в период с 1990 по 2023 год. Они также проанализировали 11 метеорологических параметров и обнаружили сильную корреляцию не только с температурой и продолжительностью светового дня, но и с точкой росы. В совокупности эти данные говорят о том, что образование росы — ключевой фактор цветения, который ранее не признавали и на который вообще не обращали внимания.
Итак, роса запускает определенные биохимические реакции в растении. Если этот вывод подтвердится, то откроется новая возможность для диалога с растениями, у которых листья появляются раньше цветов. Например, флористы и фермеры могут просто опрыскивать растения, чтобы добиться более раннего цветения или повысить урожайность. Лишний раз убеждаемся, что неисчерпаемы свойства воды — самого необыкновенного вещества на Земле, вещества жизни.
Л.Н. Стрельникова
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Разные разности»
Купить номер или оформить подписку на «Химию и жизнь»: https://hij.ru/kiosk2024/
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал
– Редакция «Химии и жизни»