Профессор Райнер Хедрих, ученый и биофизик из Университета Юлиуса Максимилиана (JMU) в Вюрцбурге в Баварии, Германия, изучает растения более 35 лет.
В частности, Хедрих изучает, как растения регулируют свой водный баланс: и теперь он, возможно, сделал одно из самых удивительных открытий в своей жизни: растения, кажется, «помнит» дни засухи.
Память о засухе
У растений появился совершенно новый и неожиданный способ экономии воды. Группа Хедрича обнаружила эту новую стратегию борьбы с засухой вместе с исследователями из Университета Аделаиды в Австралии.
Результаты были опубликовано в журнале Nature Communications.
Ключевой фактор, называемый ГАМК
Из статьи я прочитал, что растения используют сигнальную молекулу GABA (гамма-аминомасляная кислота), чтобы помнить дни засухи. Чем суше климат, тем больше ГАМК накапливается в тканях растений в течение дня. А наутро количество ГАМК определяет, насколько широко растение откроет поры листьев, чтобы сэкономить больше или меньше воды.
Это как если бы растения приспосабливали свое поведение дня к засухе накануне.
Что такое ГАБА?
Как уже упоминалось, ГАМК — это сигнальная молекула, которая у людей и животных является связующим звеном в нервной системе. У растений нет нервных клеток и головного мозга: однако в них также обнаружена ГАМК, причем в связи с процессами, сходными с памятью!
Райнер Хедрих называет еще одну связь. Похоже, что «кратковременная память», которую имеет плотоядное растение венеринская мухоловка (растение очень популярен в экспериментах с растениями) использует для подсчета количества прикосновений жертвы к ней, в зависимости от уровня кальция в клетке. Тот же уровень кальция, который регулирует ферментативный биосинтез ГАМК в растениях.
Низкая потребность в воде, высокая засухоустойчивость
Эффект ГАМК был продемонстрирован на различных культурах, объясняет профессор. Мэтью Гиллихэм из Университета Аделаиды: «Под воздействием ГАМК ячмень, бобы и соя, например, закрывают поры своих листьев». Даже лабораторные растения «мутировали», чтобы производить больше ГАМК, и реагируют подобным образом. В экспериментах им нужно меньше воды и они дольше переживают засуху.
В растениях есть и другие сигнальные вещества, вызывающие закрытие пор листьев, но ГАМК имеет совершенно другой механизм действия.
Бо Сюй, первый автор исследования – Центр передового опыта в области энергетической биологии растений Австралийского исследовательского совета.
В будущем? Засухоустойчивые растения
Во время изменения климата все более важными становятся вопросы водосбережения и засухоустойчивости растений.
