Dodano: 21 lipiec 2021r.

Pomidory wysyłają sygnały ostrzegawcze, gdy są atakowane przez owady

Pomidory zjadane przez owady wykorzystują sygnały elektryczne, aby wysłać ostrzeżenie do reszty rośliny. Informacje te wydają się pomagać roślinom w obronie. W odpowiedzi na sygnały roślina uwalnia nadtlenek wodoru, który zwalcza infekcje bakteryjne uszkodzonych tkanek.

Pomidory wysyłają sygnały ostrzegawcze, gdy są atakowane przez owady

 

Rośliny mają wiele chemicznych i hormonalnych ścieżek sygnałowych, które są na ogół przekazywane przez sok. W przypadku owoców składniki odżywcze przepływają wyłącznie do owoców i niewiele jest badań dotyczących tego, czy istnieje jakakolwiek komunikacja w przeciwnym kierunku, tj. od owoców do roślin.

Soki to bogata w składniki odżywcze woda, która przemieszcza się w roślinie i odżywia ją. Najnowsze badania pokazały, że owoce pomidora wysyłają poprzez soki sygnały elektryczne do reszty rośliny, ostrzegając w ten sposób przed atakiem gąsienic. Odkrycie opublikowano w czasopiśmie „Frontiers in Sustainable Food Systems” (DOI: 10.3389/fsufs.2021.657401).

Obrona pomidora przed owadami

- Zwykle nie myślimy o tym, że owoce są żywymi i półautonomicznymi częściami roślin. I to o wiele bardziej złożonymi, niż nam się wydaje. Skoro więc owoce są częścią roślin i są zbudowane z tych samych tkanek co liście i łodygi, to czemu nie miałyby się komunikować, informując swoją „matkę” o tym, czego doświadczają? - mówi główna autorka badań dr Gabriela Niemeyer-Reissig z Uniwersytetu w Pelotas w Brazylii. - Odkryliśmy, że owoce mogą dzielić się ważnymi informacjami, takimi jak ataki gąsienic, z resztą rośliny. Może to prawdopodobnie pomóc przygotować się na podobny atak – podkreśla badaczka.

Aby sprawdzić hipotezę dotyczącą komunikacji owoców za pomocą sygnałów elektrycznych, dr Niemeyer-Reissig i jej współpracownicy umieścili pomidory z przymocowanymi elektrodami na końcach gałęzi w klatce Faradaya. Następnie mierzyli reakcje elektryczne roślin przed, w trakcie i po zaatakowaniu owoców przez gąsienice.

Okazało się, że sygnały elektryczne generowane przez owoce przed i po ataku były zupełnie inne. Co więcej naukowcy odkryli, że obronne reakcje biochemiczne były uruchamiane w innych częściach rośliny, nawet tych znajdujących się daleko od uszkodzeń spowodowanych przez gąsienice.

Wykrywanie owadów atakujących uprawy

Autorzy podkreślają, że potrzeba dalszych badań nad zagadnieniem. Przeprowadzone pomiary dają raczej ogólny obraz sygnałów elektrycznych, a nie pozwalają na rozróżnienie poszczególnych „komunikatów” wysyłanych przez rośliny. W przyszłości badacze zamierzają sprawdzić, czy zjawisko komunikatów elektrycznych dotyczy innych gatunków roślin i różnych rodzajów zagrożeń.

W badaniach wykorzystano algorytmy uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji. Naukowcy przekonują, że to nowatorskie zastosowanie ma bardzo duży potencjał dla podobnych badań. Nowe odkrycia mogą również zapewnić nowe - i być może bardziej przyjazne dla środowiska - podejście do kontroli owadów w rolnictwie.

- Jeśli podobne badania będą kontynuowane, a techniki pomiaru sygnałów elektrycznych wysyłanych przez rośliny będą nadal doskonalone, możliwe będzie wczesne wykrywanie owadów atakujących uprawy. Pozwoli to na stosowanie mniej agresywnych środków chemicznych zapobiegających szkodom w uprawach - wyjaśnia Niemeyer-Reissig.

 

Źródło: New Scientist, fot. CC0 Public Domain