Как вообще растения меняют свою форму

 У нас был обзор работы что будет, если дерево не качать — как весело оно упадёт просто так!

Теперь @over_right принёс работу про то, как вообще растения меняют свою форму, рост и развитие в ответ на механические раздражители. Например, в ответ на прикосновения пионеров из Дворца пионеров, ветер, дождь или даже атаки травоядных.

Первая мысль очень простая: растения обычно не могут убежать. Поэтому надо приспосабливаться.

Это мета по работам, которые описывают механизмы реакции.

Физические воздействия заставляют их меняться, чтобы лучше выживать.

Чарльз Дарвин в 1881 году описывал, как корни растений меняют направление роста, наткнувшись на препятствие, а термин тигмоморфогенез ввел Марк Яффе в 1973 году.

Бывают быстрые и заметные реакции: например, мимоза стыдливая, сворачивает листья за секунду после прикосновения или венерина мухоловка захлопывает ловушку с насекомым. Не ожидавшим от растения такой прыти.

Бывают медленные и незаметные. Это классический тигмоморфогенез. Если регулярно трогать молодое растение, оно изменится за дни или недели.

Например, резуховидка после массажа становится короче и коренастее: стебель утолщается, а рост в высоту замедляется. Цветение задерживается. Листья стареют быстрее. Эти изменения делают его более устойчивым к постоянному ветру или другим механическим нагрузкам. Это адаптация для выживания.

Как растение чувствует прикосновение? Сразу после прикосновения в клетках резко возрастает концентрация ионов кальция. Это сигнал, который запускает все остальные процессы. Механическое воздействие растягивает клеточную мембрану, что открывает кальциевые каналы, и кальций поступает внутрь клетки. Чтобы клетка поняла сигнал, нужны белки-сенсоры, которые связываются с кальцием. Главные из них — кальмодулин и кальмодулин-подобные белки.

Гены, кодирующие эти белки-сенсоры, сами активируются в ответ на прикосновение. То есть тронули в одном месте — разворачиваем сенсорную сеть плотнее.

После кальциевого сигнала в дело вступают растительные гормоны:
— Жасмонаты связаны с защитой от насекомых. Прикосновение увеличивает их уровень, что вызывает замедление роста и активацию защитных генов.
— Этилен: газообразный гормон стресса. Вызывает утолщение стебля и замедление роста в высоту.
— Абсцизовая кислота — ещё один гормон стресса, тоже тормозит рост и делает растение более устойчивым к засухе.
— Ауксин — главный гормон роста. Белок-сенсор кальция влияет на белок, который управляет транспортом ауксина.

В общем, вы или ветер запускаете кальций нажатием, а кальций запускает каскад реакций.

У многих генов, реагирующих на стресс (например, на повреждение), есть в регуляторной области общий участок ДНК — Rapid Stress Response Element. Этот элемент работает как пусковой механизм, с ним растение может быстро и всей пачкой сразу включить группу генов в ответ на опасность.

Проверяли разными способами, например, находили или выводили растения со сломанным конкретным геном. Мутанты, дефектные в пути ответа на этилен, не так замедляют рост, как другие растения после того, как их пошатали.

Гормональную сигнализацию вытаскивали прямым химическим анализом: до тряски и после тряски. Например, механическая стимуляция растений фасоли приводит к увеличению уровня абсцизовой кислоты.

Делали ДНК-анализы на чипах, а пару раз даже пришили люциферазу (светящийся компонент) к гену-активатору, чтобы посмотреть, что засветится, если потрогать растение за то или иное место. Светилось оно в других местах тоже. То есть активировалось не только в месте прикосновения.

Так что растения всё чувствуют. Не так, как вы, но
{...продолжить в источнике}

_______
Источник | #Fourier_series