Помидоры посылают сигналы SOS при нападении на них

Бразильские ученые обнаружили, что плоды одного из томатов посылают электрические сигналы остальным частям растения, когда плод ест гусеница.

Исследование помидоров провели биологи и энтомологи нескольких университетов и научных центров Бразилии. Они проверяли гипотезу, что плоды помидоров общаются с другими частями своего растения посредством электрических сигналов.

Растения используют свой сок в качестве среды для передачи химических сигналов. Ученым хорошо известно, как питательные вещества с соком поступают к плодам. Но мало исследований о том, как сок идет в обратном направлении – от плодов к другим частям растения.

"Мы обычно забываем, что плоды живут полуавтономно от остальных частей растений, причем живут гораздо более сложной жизнью, чем мы думаем. Поскольку плоды являются частью растения, состоящего из одних и тех же тканей, то почему бы плодам не общаться с растением, сообщая ему о том, что они испытывают? – говорит Габриэла Нимейер Рейссиг (Gabriela Niemeyer Reissig) из Федерального университета Пелотаса в Бразилии. – Мы обнаружили, что плоды могут делиться с остальными частями растения важной информацией, к примеру, об атаках гусениц. И это, вероятно, может подготовить другие части растения к опасной атаке".

Чтобы проверить гипотезу о том, что плоды общаются посредством электрических сигналов, Рейссиг и ее сотрудники поместили растения томатов в клетку Фарадея. Ее электроды закрепили на концах ветвей, соединяющих плоды с растением. Затем они в течение суток измеряли электрические сигналы до нападения гусениц на плоды, во время нападения и после него. Для поиска закономерности в полученных электрических сигналах, команда использовала машинное обучение нейронной сети.

Результаты показали четкую разницу между сигналами до и после атаки. Кроме того, авторы измеряли уровень биохимической защитной реакции других частей на электрические сигналы от плодов. Имеется в виду содержание перекиси водорода в других частях растения. Оказалось, что биохимическая защита срабатывала даже в тех частях растения, которые находились далеко от повреждений, нанесенных гусеницами.

Авторы исследования подчеркивают, что это только первые результаты. Их измерения позволяют получить общую картину электрических сигналов, а не точные сигналы от отдельных частей растения. Также исследователям интересно было бы узнать, наблюдается ли обнаруженное ими явление у других растений и при других типах угроз. Действительно, а вдруг помидор посылает кому-то сигнал о том, что его надкусывают во время обеда или режут для салата.

Тем не менее, это новое использование машинного обучения, вероятно, имеет очень высокий потенциал для ответа на эти и другие вопросы в будущем. Возможно, метод поможет также найти новые подходы к борьбе с насекомыми в сельском хозяйстве.

"Если исследования, подобные нашему, продолжат развиваться, а методы измерения электрических сигналов в открытой среде будут продолжать совершенствоваться, можно будет довольно рано обнаруживать заражение сельскохозяйственных вредителей, – объясняет Нимейер Рейссиг. – И это позволит использовать менее агрессивные и более точные меры борьбы с насекомыми. Понимание того, как растение взаимодействует со своими плодами и как беседуют плоды между собой, поможет использовать такие сообщения для улучшения качества фруктов, устойчивости к вредителям и срока хранения после сбора урожая".

Исследование было опубликовано в научном журнале Frontiers in Sustainable Food Systems.

Ранее мы сообщали, что симбиотики поддерживают с растениями рыночные отношения, и что гусеницы не позволяют томатам звать на помощь. А еще мы рассказывали, как растения защищаются от угроз.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".