Растительные корни растут в сторону воды благодаря коре, чьи клетки чувствуют перепад влажности в окружающей почве.

Со времен Дарвина биологи пытались понять, как растения находят воду. То, как это происходит, неоднократно наблюдали в разнообразнейших экспериментах: растительные корни чувствуют перепад влажности в почве и растут туда, где влажность больше – иными словами, демонстрируют гидротропизм. Но каков его механизм? Чем и как именно корни чувствуют изменения влажности?

Корень в разрезе: в центре – осевой цилиндр, его окружают крупные клетки коры. (Фото: Science and Plants for Schools / Flickr.com.)

Одно время считалось, что главную роль тут играют особые клетки, которые сидят на самых кончиках корней и которые, кроме прочего, чувствуют гравитационное поле. Вообще рост растений зависит от гормона ауксина, от его распределения в тканях, и вот как раз в делящихся клетках на кончиках корней ауксин под действием гравитационного поля распределяется так, что корни растут вниз. Может быть, те же клетки ведут корни к воде?

Однако эксперименты исследователей из Ноттингемского университета и Университета Тохоку показали, что «гравитационные» клетки большой роли в гидротропизме не играют: когда их точечно срезали лазером, корни все равно росли туда, где было больше влаги.

Известно, что гидротропизм растений во многом зависит от гормона под названием абсцизовая кислота. Пытаясь понять, где именно сосредоточено «чувство воды», Даниэла Дитрих (Daniela Dietrich) и ее коллеги вывели растения арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), в которых был выключен ген MIZ1, необходимый для синтеза абсцизовой кислоты.

Затем, последовательно включая этот ген в разных тканях, удалось установить, что растения чувствуют воду корневой корой. Она лежит сразу под эпидермисом корня, синтезирует и запасает много разных веществ, через нее идет активный транспорт воды снаружи в глубокие ткани корня – и именно она играет ведущую роль в гидротропизме: лишь тогда, когда ген MIZ1 включали в коре, корни начинали расти к воде.

Направление же роста зависело от того, с какой стороны корня соответствующий молекулярный механизм включится раньше. Полностью результаты экспериментов опубликованы в Nature Plants.

Здесь нельзя не вспомнить про одну недавнюю статью в журнале Oecologia – в ней говорится, что растения ищут воду в прямом смысле на слух, что они каким-то образом чувствуют вибрации потока воды и тянут корни туда, откуда они доносятся. Правда, как именно растения чувствуют подобные вибрации, исследователи пока не знают.