Strategije rasta biraju špijunirajući miris suseda

Biljke imaju sposobnost da detektuju stope rasta svojih suseda i to preko mirisnih signala nazvanih isparljiva organska jedinjenja (VOC), kao i da zatim prilagode energiju koju ulažu u sopstveni rast ili u odbrambene strategije putem odgovarajuće ekspresije gena. To je otkrilo novo istraživanje, piše Phys.org.

VOC su hemikalije na bazi ugljenika koje lako isparavaju u vazduh i koje biljke obično proizvode kako bi komunicirale sa biljojedima, oprašivačima, pa čak i drugim biljkama. Ona su takođe odgovorna za širok spektar mirisa koje biljke stvaraju i često se koriste u proizvodnji parfema, kozmetike, hrane i proizvoda za čišćenje.

Preporučujemo

Više od signala za uzbunu

Do sada se većina istraživanja o VOC koje proizvode biljke fokusirala na oštećene biljke i hemijske signale za uzbunu, koji upozoravaju susede da aktiviraju svoju odbranu od biljojeda. Nova studija, objavljena u Journal of Experimental Botany, opisuje ranije neprepoznatu ulogu VOC zdravih biljaka u konkurentnim okruženjima za uzgoj.

- Zdrave neoštećene biljke neprestano ispuštaju sopstveni hemijski „otisak prsta“ u vazduh, а njihovi susedi aktivno čitaju ove signale kako bi prilagodili ne samo svoju odbranu, već i celokupnu strategiju rasta – rekao je dr Velemir Ninković sa Švedskog univerziteta poljoprivrednih nauka i dodao:

- Ovo je poput neprekidnog razgovora između suseda, a saznanje da ovi pozadinski VOC mogu preoblikovati rast i aktivnost gena otvara novu dimenziju u našem razumevanju komunikacije biljaka.

Laboratorijski testovi

Da bi bolje razumeli ulogu ovih VOC kod zdravih biljaka, dr Ninković i njegov tim sproveli su dva laboratorijska eksperimenta koristeći tri različita kultivara ječma (Hordeum vulgare) koji rastu različitom brzinom (spori „Fairytale“, srednji „Luhkas“ i brzi „Salome“) i ispoljavaju različite profile VOC.

Ječam je jedna od najvažnijih svetskih žitarica, pa uvid u to kako raste, brani se i komunicira sa susednim biljkama ima direktan praktičan značaj za poljoprivredu.

Spororastući kultivar „Fairytale“ i brzorastući kultivar „Salome“ bili su izloženi VOC svih triju kultivara, a efekti na njihov rast i odbrambene strategije mereni su analizom fizičkih svojstava biljaka i promena u ekspresiji gena nakon 25 dana.

Kako biljke usklađuju svoj rast

Istraživači su otkrili da je izlaganje različitim profilima VOC izazvalo promene u ukupnoj biomasi biljaka, dok su VOC biljaka sa sličnim stopama rasta imali zanemarljive efekte.

- Biljke primaoci VOC prilagodile su svoj rast kako bi odgovarale konkurentskom pritisku koji signalizira miris njihovog suseda: rasle su više kada su bile izložene brzorastućem susedu, a manje kada su bile izložene spororastućem - kaže dr Ninković. - Ovaj efekat je dosledno primećen u svim delovima biljke, listovima, stabljikama i korenu, umesto da biljka jednostavno preraspoređuje resurse između svojih delova.

Genetička analiza otkrila je da su ove promene u biomasi bile povezane sa promenama u putevima vezanim za rast i odbranu. Promene usmerene ka profilu VOC spororastućeg Fairytale-a bile su povezane sa povećanom aktivnošću gena za odgovor na stres koji pomažu u zaštiti od biljojeda i smanjenom aktivnošću gena za ćelijski transport i replikaciju DNK, dok je suprotan obrazac važio za promene ka profilu VOC brzorastućeg Salome-a.

Mirisi iza signala

Ova studija je otkrila da VOC koji su najsnažnije povezani sa ovim signalima rasta uključuju benzil nitril, linalol i oktanal, koji su odgovorni za širok spektar prepoznatljivih cvetnih mirisa poput lavande i citrusa, kao i za metalnije i zemljastije mirise.

- Biljke ispuštaju bogatu mešavinu isparljivih jedinjenja kao normalan deo svoje biologije, i imalo bi evolutivnog smisla da su susedi razvili sposobnost da prepoznaju međusobne hemijske signale tokom miliona godina koegzistencije - kaže dr Ninković. - Verujemo da bi ovaj tip konstitutivne interakcije putem VOC mogao biti široko rasprostranjen u biljnom carstvu, iako će se specifična jedinjenja i snaga odgovora verovatno veoma razlikovati među vrstama.

(Telegraf Nauka/Phys.org)