Zapanjujući VIDEO: Naučnici snimili kako biljka "zna" da je druga upozorava na opasnost

Nama neprimjetno, biljke su okružene finom maglicom različitih spojeva u zraku koje koriste za komunikaciju i zaštitu. Poput mirisa, ovi spojevi odbijaju gladne biljojede i upozoravaju susjedne biljke na nadolazeće napadače.

Naučnici znaju za ove odbrambene mehanizme biljaka od 1980-ih, otkrivajući ih u više od 80 biljnih vrsta od tada. Sada je tim japanskih istraživača primijenio tehnike snimanja u stvarnom vremenu kako bi otkrio kako biljke  "razgovaraju" - primaju i reagiraju na ove zračne alarme.

To je bila velika praznina u našem shavatanju "komunikacije" biljaka: znali smo kako biljke šalju poruke, ali ne i kako ih primaju.

Trending

Evo gdje gledati regionalni derbi između Hrvatske i BiH

U ovoj studiji, Yuri Aratani i Takuya Uemura, molekularni biolozi sa Univerziteta Saitama u Japanu, i kolege postavili su pumpu za prijenos spojeva koje emitiraju ozlijeđene i insektima prožete biljke na njihove neoštećene susjede, te fluorescentni mikroskop kako bi promatrali šta se događa.

Gusjenice (Spodoptera litura) postavljene su na lišće odrezano s biljaka rajčice i Arabidopsis thaliana, uobičajenog korova iz porodice gorušica, a istraživači su prikazali odgovore druge, netaknute biljke Arabidopsis bez insekata na te znakove opasnosti.

Ove biljke nisu bile obični korovi: bile su genetski promijenjene tako da su njihove stanice sadržavale biosenzor koji je fluorescirao zeleno kada je otkriven dotok iona kalcija. Signalizacija kalcija također je nešto što ljudske ćelije koriste za komunikaciju. Tim je koristio sličnu tehniku ​​za mjerenje signala kalcija u prošlogodišnjoj studiji fluorescentnih biljaka Mimosa pudica, koje brzo pomjeraju svoje lišće kao odgovor na dodir, kako bi izbjegle predatore. Ovaj put, tim je vizualizirao kako su biljke reagirale na kupanje u hlapljivim spojevima, koje biljke otpuštaju unutar nekoliko sekundi nakon ranjavanja. 

Kao što možete vidjeti u videu iznad, neoštećene biljke primile su poruke od svojih ozlijeđenih susjeda glasno i jasno, odgovarajući naletima signala kalcija koji su se mreškali po njihovim ispruženim listovima. Analizirajući spojeve u zraku, istraživači su otkrili da dva spoja nazvana Z-3-HAL i E-2-HAL induciraju signale kalcija u Arabidopsisu.

Također su identificirali koje stanice prve reagiraju na znakove opasnosti tako što su biljke Arabidopsis koristile fluorescentne senzore isključivo u zaštitnim, mezofilnim ili epidermalnim stanicama. Zaštitne stanice su stanice u obliku graha na površini biljaka koje tvore stomate, male pore koje se otvaraju prema atmosferi kada biljke 'dišu' CO2. Mezofilne stanice su unutarnje tkivo lišća, a epidermalne stanice su vanjski sloj ili koža lišća biljke.

Kad su biljke Arabidopsis bile izložene Z-3-HAL-u, zaštitne stanice generirale su signale kalcija unutar jedne minute, nakon čega su stanice mezofila uhvatile poruku. Štoviše, prethodno tretiranje biljaka fitohormonom koji zatvara stomate značajno je smanjilo signaliziranje kalcija, što sugerira da stomati djeluju kao 'nosnice' biljke.

"Konačno smo razotkrili zamršenu priču o tome kada, gdje i kako biljke reagiraju na 'poruke upozorenja' u zraku od svojih ugroženih susjeda", kaže Masatsugu Toyota, molekularni biolog sa Sveučilišta Saitama u Japanu i stariji autor studije. "Ova eterična komunikacijska mreža, skrivena od našeg pogleda, igra ključnu ulogu u zaštiti susjednih postrojenja od neposrednih prijetnji na vrijeme."

Studija je objavljena u časopisu Nature Communications.