Исследование: растения "учитывают" соседей по запаху для выбора стратегии роста

Растения способны определять скорость роста соседних растений по химическим запахам, которые выделяются в воздух, и на основе этой информации корректировать собственные стратегии развития и защиты. Такой вывод представлен в новом исследовании, опубликованном в журнале Journal of Experimental Botany.

Химические вещества, участвующие в этом процессе, известны как летучие органические соединения. Эти вещества, знакомые человеку как источники приятных ароматов цветов и ингредиенты парфюмерии, косметики и пищевых продуктов, в природе служат для коммуникации растений с насекомыми, животными и друг с другом.

Исследование показывает, что растения могут "считывать" намерения своих соседей по их запахам. Если растение ощущает аромат быстрорастущего соседа, оно ускоряет собственный рост, чтобы конкурировать за свет и воду. В случае запаха медленнорастущего растения энергия направляется на усиление защитных механизмов против насекомых и травоядных.

Ранее считалось, что такие запахи используются растениями преимущественно в ситуациях угрозы, например, для передачи сигналов тревоги при повреждениях. Однако, как отмечает доктор Вилмер Нинкович из Шведского университета сельскохозяйственных наук, растения здоровы и постоянно обмениваются информацией, что можно назвать "постоянным диалогом соседей".

Для проверки этих гипотез исследователи провели эксперименты с тремя сортами ячменя – медленным (Fairytale), средним (Luhkas) и быстрым (Salome). Медленные и быстрые сорта подвергали воздействию запахов всех трех сортов и наблюдали за изменениями в течение 25 дней.

Результаты показали, что растения, подвергшиеся воздействию запаха быстрорастущего соседа, увеличивали рост, а при запахе медленнорастущего – рост замедлялся. Изменения происходили во всех частях растения – листьях, стеблях и корнях, что свидетельствует о полном изменении стратегии роста, а не перераспределении ресурсов.

Генетический анализ выявил, что запах медленнорастущего растения активирует гены, ответственные за защиту от насекомых, и подавляет гены роста. В противоположность этому, запах быстрорастущего соседа стимулирует ростовые гены и снижает готовность к защите.

Ученым удалось точно определить химические соединения, передающие эти сигналы, среди которых линалол (содержится в лаванде) и октаналь (присутствует в цитрусовых).

Считается, что подобная способность существует у большинства растений, сформировавшись за миллионы лет эволюции, хотя интенсивность реакции и конкретные вещества могут варьироваться. Это открытие имеет потенциал для применения в сельском хозяйстве, улучшая понимание взаимодействия культур при совместной посадке и способствуя повышению урожайности.