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 как бы «помнят» дни засухи.
Память о засухе
У растений появился совершенно новый и неожиданный способ экономии воды. Группа Хедрича открыла 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 на следующее утро количество ГАМК определяет, насколько растение открывает поры листьев, чтобы сохранить больше или меньше воды.
Это как если бы растения приспосабливали свое поведение дня к засухе накануне.
Что такое ГАМК?
Как уже упоминалось, ГАМК представляет собой сигнальную молекулу, которая у людей и животных является передающим веществом нервной системы. У растений нет ни нервных клеток, ни мозга, но в них тоже есть ГАМК, причем в связи с процессами, подобными памяти!
Райнер Хедрих называет еще одну связь. Похоже, что "кратковременная память", что плотоядное растение венерина 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 в различных культурах, объясняет профессор. Мэтью Гиллихэм Университета Аделаиды: «Под влиянием ГАМК ячмень, бобы и соя, например, закрывают поры листьев». Так же реагируют и лабораторные растения, «мутировавшие» для производства большего количества ГАМК. В экспериментах им нужно меньше воды и они дольше переживают засуху.
В растениях есть и другие сигнальные вещества, которые вызывают закрытие пор листьев, но ГАМК действует по совершенно другому механизму.
Бо Сюй, первый автор исследования - Центр передового опыта Австралийского исследовательского совета в области биоэнергетики растений.
В будущем? Засухоустойчивые растения
Во время изменения климата все более важными становятся вопросы водосбережения и засухоустойчивости растений.
