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.
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).
- 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.
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