ჩვენთვის შეუმჩნევლად, მცენარეები გარშემორტყმულია აირადი ნაერთების თხელი ნისლით, რომელსაც ისინი კომუნიკაციის და თავდაცვისთვის იყენებენ. ეს ნაერთები ერთგვარი სუნის როლს ასრულებენ ბალახისმჭამელთა მოსაგერიებლად და მეზობელ მცენარეებს მომავალი თავდასხმის შესახებ აფრთხილებენ.
მცენარის ამ თავდაცვის საშუალების შესახებ მეცნიერებმა 1980-იანი წლებიდან იციან, როცა ის მცენარის 80-ზე მეტ სახეობაში დააფიქსირეს. ამჯერად, იაპონელ მეცნიერთა ჯგუფმა რეალურ დროში ვიზუალიზაციის მეთოდებით შეძლეს დაეფიქსირებინათ, როგორ იღებენ და პასუხობენ მცენარეები ამ საჰაერო განგაშებს.
მცენარეთა კომუნიკაციის შესახებ ჩვენს წარმოდგენაში ნამდვილად დიდი ნაპრალი არსებობდა. ვიცოდით, რომ ისინი ერთმანეთთან შეტყობინებებს აგზავნიან, მაგრამ არ ვიცოდით, როგორ იღებენ მათ.
ახალ კვლევაში, იაპონიის საიტამას უნივერსიტეტის მოლეკულურმა ბიოლოგებმა, იური არატანიმ, ტაკუია უემარამ და მათმა კოლეგებმა სპეციალური ტუმბოს საშუალებით, დაზიანებული, მწერებით სავსე მცენარეების მიერ გამოყოფილი ეს ნაერთები დაუზიანებელ მეზობლებს მიაფრქვიეს და შედეგს ფლუორესცენციური მიკროსკოპით დააკვირდნენ.
პომიდვრის და მდოგვის ოჯახის წარმომადგენელი სარეველა მცენარე Arabidopsis thaliana-ის მოჭრილ ტოტებზე მკვლევრებმა მუხლუხები (Spodoptera litura) დასხეს და ამ საფრთხეზე მეორე, ხელუხლებელი, მწერებისგან თავისუფალი Arabidopsis thaliana-ის პასუხი გადაიღეს.
ეს მცენარეები ჩვეულებრივი სარეველები არ იყო: ისინი გენური ინჟინერიით ისე დაამუშავეს, რომ მათი უჯრედები შეიცავდა ბიოსენსორებს, რომლებიც მწვანედ ანათებდნენ, როცა კალციუმის იონების შედინებას აფიქსირებდნენ. კალციუმის სიგნალირებას კომუნიკაციისთვის ადამიანის უჯრედებიც იყენებენ.
შარშან, ჯგუფმა ამავე მეთოდით გაზომა კალციუმის სიგნალები მცენარე მორცხვ მიმოზაში (Mimosa pudica), რომელიც შეხების საპასუხოდ სწრაფად ამოძრავებს ფოთლებს, რათა მტაცებლები მოიგერიოს.
ამჯერად, ჯგუფმა გადაიღო, როგორ ეპასუხებოდნენ მცენარეები აქროლად ნაერთთა შეფრქვევას, რომლებსაც მცენარეები დაზიანებიდან სულ რამდენიმე წამში გამოყოფენ.
გარემო ბუნებრივი არ იყო. ნაერთები პლასტმასის ბოთლში იყო კონცენტრირებული და მიმღებ მცენარეს ერთნაირი მაჩვენებლით აფრქვევდნენ, რამაც მკვლევრებს იმის საშუალებაც მისცა, დაედგინათ, რა ნაერთები შედიოდა მასში.
როგორც ვიდეოში ხედავთ, დაუზიანებელმა მცენარეებმა დაზიანებული მეზობლებისგან ხმამაღალი, მკაფიო შეტყობინებები მიიღეს, რასაც გაწელილ ფოთლებზე კალციუმის სიგნალების ჭავლებით პასუხობდნენ.
ჰაეროვანი ნაერთების ანალიზით დადგინდა, რომ ორი ნაერთი, სახელად Z-3-HAL და E-2-HAL, მცენარე Arabidopsis-ში კალციუმის სიგნალებს იწვევდა.
მკვლევრებმა ასევე დაადგინეს, რომელი უჯრედები რეაგირებდნენ საფრთხეზე პირველები, ე. წ. მკეტავი უჯრედები, მეზოფილები თუ ეპიდერმული უჯრედები.
მკეტავი უჯრედები მცენარის ზედაპირზე არსებული ლობიოს ფორმის უჯრედებია, რომლებიც ბაგეებს წარმოქმნიან — პატარა ფორებს, რომლებიც ატმოსფეროში იხსნება, როდესაც მცენარე CO2-ს სუნთქავს. მეზოფილური უჯრედები ფოთლების შიდა ქსოვილებშია, ეპიდერმული უჯრედები კი მცენარის ფოთლების ყველაზე გარე შრეში.
როდესაც მცენარე Arabidopsis-ს Z-3-HAL მიაფრქვიეს, მკეტავმა უჯრედებმა კალციუმის სიგნალები დაახლოებით ერთ წუთში გამოიმუშავეს, რის შემდეგაც მეზოფილებმა მესიჯი დაიჭირეს.
ამას გარდა, ფიტოჰორმონით წინასწარ დამუშავებულ მცენარეებში კალციუმის სიგნალირებას მნიშვნელოვნად ნაკლები იყო; თუ გავითვალისწინებთ, რომ ფიტოჰორმონი ბაგეებს ხურავს, ეს ფაქტი იმაზე მიუთითებს, რომ ბაგეები მცენარისთვის ნესტოების როლს ასრულებენ.
„საბოლოოდ მოვფინეთ ნათელი რთულ ამბავს იმისა, თუ როდის, სად და როგორ პასუხობენ მცენარეები დაზიანებული მეზობლებისგან მიღებულ ჰაეროვან „გამაფრთხილებელ“ შეტყობინებებს. ჩვენთვის შეუმჩნეველი ეს ჰაეროვანი კომუნიკაციის ქსელი სასიცოცხლო როლს თამაშობს გარდაუვალი საფრთხისგან მეზობელი მცენარეების დროულად დაცვაში“, — ამბობს კვლევის ავტორი, საიტამას უნივერსიტეტის მოლეკულური ბიოლოგი მასაცუგუ ტოიოტა.
კვლევა Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია phys.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
