Reaģējot uz mehāniskām stimulācijām augos, diezgan ātri mainās vairāku gēnu aktivitāte
Lai gan mēs zinām, ka augi ir dzīvi, mums joprojām ir grūti iedomāties, ka viņi kaut ko sajūt - ja augs noklikšķina uz lapas, tas nenovilks zaru un aizbēgs. Ir daži izņēmumi - piemēram, daži gaļēdāju augi, kas ļoti labi izjūt potenciālā upura mehāniskus kairinājumus, taču tādā vai citādā veidā mēs augus uzskatām par nedaudz nejūtīgiem - ne jutekļu orgānus, piemēram, dzīvnieku, ne nervu sistēmu Viņiem to nav.
Tomēr patiesībā augi visu izjūt, pat ja viņi to ārēji neizrāda. Rietumaustrālijas universitātes pētnieki ir atklājuši, ka, reaģējot uz ūdens šļakatām, Arabidopsis thaliana lapas maina daudzu gēnu darbību, kas kontrolē mitohondrijus un hloroplastus.
Viss tiešām izskatījās tā, it kā Arabidopsis precīzi reaģētu uz ūdens pilienu pieskārienu (tas pats tika novērots, kad lapas pieskārās ar pincetēm vai kad tās bija viegli uzlādētas): rakstā Augu fizioloģijā autori raksta, ka molekulārā reakcija bija atšķirīga, nekā tad, kad augu iedarbināja ar ķīmisku kairinātāju. Mehāniska reakcija notika pēc 10-30 minūtēm; tajā pašā laikā, savādi, līdzīgas izmaiņas notika, ja pēkšņi uz lapām nokrita ēna, it kā kāds tuvojās augam - tik asa ēna acīmredzami kalpoja kā signāls, ka kāds pieskaras lapām, un labi, ja tikai kāds garāmgājējs, nevis kāds zālēdājs.
Bija iespējams arī identificēt divus gēnus, kas pēc mehāniskās stimulācijas izraisa molekulāro pārkārtošanos, AtWRKY15 un AtWRKY40 - viņu uzdevums, acīmredzot, ir novērtēt, cik nopietni izrādījās “pieskāriena draudi” un vai ir vērts atgriezties normālā stāvoklī.
Faktiski biologi jau sen zina, ka mehāniskā stimulēšana nomāc augu augšanu - 2000. gadā Rīza universitātes pētnieki ziņoja, ka, ja augu regulāri pieskaras, tas aug lēnāk un aug ļoti mazs. Salīdzinoši nesenā laikraksta Current Biology rakstā tie paši autori rakstīja, ka viena no auga mehāniskās izjūtas sastāvdaļām varētu būt hormoni jasmonāti. Tie ietekmē dažādus procesus, sākot no atsevišķas augu attīstības līdz pat kaitēkļu kontrolei.
Tika konstatēts, ka, paaugstinoties jasmonātu līmenim, metabolīti uzkrājas augu audos, burtiski izraisot gremošanas traucējumus kukaiņu kaitēkļos. Turklāt jasmonāti palīdz ne tikai pret kukaiņiem, bet arī pret dažām sēnīšu infekcijām. No otras puses, kā izrādījās, to koncentrācija augu audos mehāniskas iedarbības rezultātā palielinās. Ir viegli iedomāties, ka šādā veidā augi tiek pasargāti no kāpuru iebrukuma: jo vairāk kukaiņu rāpo uz tiem, jo spēcīgāks ir mehāniskais kairinājums, jo vairāk tiek ražoti aizsargājošie hormoni.
Papildus mehāniskai jutībai mēs varam atcerēties, ka, piemēram, zeltveidīgo maņu mušas, kas uz tām olas dēj pēc smaržas, un, reaģējot uz tām, izdala savus smakas signālus, lai atbaidītu kukaiņus. Pensilvānijas universitātes pētnieki par to rakstīja PNAS pirms trim gadiem, tomēr darba autori nepiedāvāja nekādus skaidrojumus par to, kā tieši zelta roda var sajust mušu feromonus.
Reklāmas video:
Augi var pat brīdināt kaimiņus par briesmām: nesen Kalifornijas Universitātes Deivisa biologi atklāja, ka tad, kad kāds sāk ēst vērmeles, tas izdala gaistošas vielas, kuras noķer kaimiņi, un, atbildot uz to, sintezē dažas vielas, kas padara tās mazāk garšīgas. Interesanti, ka signālu sapratīs tikai tuvs radinieks - ja vērmeles kaimiņš ģenētiski ļoti atšķīrās no nepatikšanas, briesmu signāls viņam gāja garām.
Kirils Stasevičs