Подземный интернет: растения через грибные сети передают сигнал SOS
В лесах и полях грибы образуют сложные симбиотические связи с корнями растений. Их тонкие нити — микоризные сети — давно известны как каналы для обмена азотом и фосфором.
Но что, если эти подземные пути нужны не только для питания? Ученые из Вагенингенского университета (Нидерланды) под руководством Эрика Лимпенса выяснили: когда растение атакуют вредители или повреждают, оно может предупредить соседей через грибную сеть.
Результаты опубликованы в издании Frontiers of Agricultural Science and Engineering.
Эксперименты показали, что томаты, зараженные фитофторозом, за сутки передают сигнал здоровым растениям через арбускулярную микоризу (АМ-сеть).
У тех активируются гены защиты, связанные с жасмоновой и салициловой кислотами. Без грибных нитей этого не происходит.
То же наблюдали у цитрусовых, люцерны и других культур. Например, бобовые, атакованные тлей, за 6 часов заставляют соседей выделять вещества, привлекающие врагов тли. А поврежденные механически томаты повышают активность защитных ферментов у всей связанной группы.
Как именно работает эта сигнализация? Ученые выделили шесть возможных путей:
- Диффузия через пленку жидкости на поверхности гиф.
- Распространение через клеточные стенки или межклеточное пространство.
- Активный транспорт — грибы сами переносят сигнальные молекулы.
- Электрические импульсы, похожие на нервные.
Растения не просто пассивные получатели — они регулируют состав выделений, которые грибы разносят дальше. Это выгодно обоим: растения заранее готовят защиту, а грибы укрепляют симбиоз, гарантируя себе приток углерода.
Осталось понять, какие именно молекулы передают сигнал тревоги и как меняется механизм в разных условиях.
Это знание переворачивает представление о растениях как об изолированных организмах. Практическое применение огромно:
- Сельское хозяйство: можно создавать смешанные посадки, где устойчивые растения защищают уязвимые через грибные сети, сокращая пестициды.
- Экология: понимание роли микоризы поможет восстанавливать леса и почвы.
- Биотехнологии: синтез аналогов сигнальных молекул для защиты crops.
Большинство экспериментов проводилось в контролируемых условиях. В природе на передачу сигналов влияют десятки факторов: состав почвы, другие микроорганизмы, климат. Нужны полевые исследования.
Ранее ученые выяснили, как грибы распространяют споры. Если ветра нет, то грибы делают ветер сами.