Jak rośliny reagują na dotyk i co za tym stoi?

Od lat było wiadomo, że dotyk może wywoływać u roślin stres, ale dzięki naukowcom ze szwedzkiego Uniwersytetu w Lund udało się zidentyfikować genetyczne klucze wyjaśniające, skąd tak silne reakcje na bodźce mechaniczne.

Dalsze postępy w tej sprawie powinny doprowadzić do uzyskania wyższych plonów i zwiększenia odporności roślin na stres. Bo choć nie wydają się one odczuwać bólu, to silnie reagują na przykład na dotyk człowieka, wiejący wiatr czy padający deszcz. Tego typu czynniki prowadzą do szybkiej aktywacji molekularnego systemu obronnego rośliny, co może skutkować między innymi opóźnionym kwitnieniem. 

Zły dotyk, czyli jak rośliny reagują na bodźce

Najnowsze ustalenia w tej sprawie są dostępne na łamach Science Advances. Autorzy badań przeanalizowali sieci regulacyjne, które wpływają na to, jak mechanizmy obronne roślin są aktywowane przez czynniki zewnętrzne. Wcześniejsze ustalenia sugerowały, iż kwas jasmonowy jest ważnym mediatorem w sygnalizacji dotykowej. Było natomiast jasne, że takich czynników jest więcej, ale pozostają jeszcze nieodkryte. W toku badań naukowcom udało się opisać trzy nowe białka warunkujące pojawianie się reakcji roślin na dotyk.

Jak wyjaśnia jeden z autorów, Olivier Van Aken, wraz z zespołem prowadził on szczotkowanie roślin rzeżuchy. Delikatny dotyk prowadził do aktywacji tysięcy genów i uwalniania hormonów stresu. Później naukowcy wykorzystali badania genetyczne w celu znalezienia genów odpowiedzialnych za ten proces. Essam Darwish dodaje, że ostatecznie udało się rozwiązać zagadkę, która przez 30 lat spędzała biologom molekularnym sen z powiek. Członkowie zespołu zidentyfikowali nowy szlak sygnałowy kontrolujący reakcję roślin na kontakt fizyczny i dotyk.

“Biorąc pod uwagę ekstremalne warunki pogodowe i infekcje patogenami, do których prowadzą zmiany klimatu, niezwykle ważne jest znalezienie nowych, ekologicznie odpowiedzialnych sposobów zwiększenia wydajności i odporności upraw.” – Olivier Van Aken, Uniwersytet w Lund

Zaskakujące możliwości wykorzystania tego zjawiska

Co ciekawe, Van Aken prowadzi również badania poświęcone wykorzystywanej od setek lat japońskiej technice, która polega na deptaniu ziarna w fazie wzrostu. Ma to rzekomo prowadzić do uzyskania obfitszych plonów. Jeśli faktycznie występuje taka zależność, to naukowcy będą mieli kolejny dowód na to, że bodźce mechaniczne można wykorzystać na przykład do zwiększenia odporności roślin na stres. To z kolei mogłoby zrewolucjonizować współczesne rolnictwo, w dalszej perspektywie pomagając w walce ze światowym głodem.