Электрические сигналы от верхушки к корешку
Растения благодаря способности к адаптации могут некоторое время выживать в неблагоприятных условиях — во время засухи, сильной жары, холодов и др.
Растения благодаря способности к адаптации могут некоторое время выживать в неблагоприятных условиях — во время засухи, сильной жары, холодов и др. На повреждающее действие внешней среды растительные клетки запускают физиологические процессы, помогающие им приспособиться к новым условиям. Но информацию об опасности (например, что один лист подвергся нападению вредителя) надо как-то донести до всех частей организма, даже находящихся далеко от раздражителя. Для этого растение генерирует электрические сигналы.
Электрические импульсы возникают в результате изменения концентрации ионов внутри и снаружи растительной клетки. Смещение баланса ионов приводит к деполяризации или гиперполяризации — накоплению положительного или отрицательного заряда внутри клетки соответственно. Эти изменения далее распространяются по растительным тканям. Таким образом, непострадавшие ткани могут «подготовиться» и запустить защитные механизмы. Деполяризационные электрические сигналы образуются исключительно в критических ситуациях, в частности, при ожоге. В ответ же на лёгкое повреждение, то есть на слабые раздражители, характерные для естественных природных условий (такие как умеренный нагрев до 40°С), растения передают сигнал при помощи гиперполяризации. Это ранее показали сотрудники Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского (ННГУ). Однако на данный момент такой тип сигнализации до конца не изучен.
Теперь на кафедре биофизики Института биологии и биомедицины ННГУ провели новое исследование и выяснили, как именно гиперполяризационные электрические сигналы влияют на растения. В качестве основного показателя состояния растительного организма выбрали уровень фотосинтеза — ключевого процесса жизнедеятельности растений. Оценить активность фотосинтетических реакций можно исходя из того, насколько эффективно растение использует солнечную энергию. Часть её запасается в химических связях органических соединений, а избыток излучается в виде флуоресценции. В случае если получаемая извне энергия слишком велика (предположим, из-за очень яркого света), энергия рассеивается в виде тепла. В результате флуоресценция уменьшается, и таким образом можно оценить, насколько велик стресс для растения...
Продолжение статьи читайте в номере журнала
