SGGW: roślinny serwis społecznościowy

Zespół naukowców kierowany przez prof. Stanisława Karpińskiego z Instytutu Biologii SGGW we współpracy z naukowcami z University of Missouri (USA) po raz pierwszy opisał kwantowo-molekularne i fizjologiczne podstawy nieznanej wcześniej formy komunikacji między roślinami oraz uruchamiany w jej wyniku mechanizm, nazwany Sieciową Nabytą Aklimatyzacją.

Jak wyjaśniają naukowcy, uszkodzony liść (np. przez roślinożerne owady lub nadmiar światła) generuje sygnały elektryczne (ES), które rozprzestrzeniają się na tkanki, liście i organy całej rośliny. W przesyłaniu sygnału elektrycznego pośredniczą zmiany w aktywności kanałów jonowych i towarzyszą im fale reaktywnych form tlenu (ROS) i niefotochemicznego wygaszania (NPQ). Fale te są współzależne i rozchodzą się systemowo w całej roślinie. Proces ten jest niezbędny do zapoczątkowania określonych zmian w ekspresji genów i aklimatyzacji roślin (np. komórkowa pamięć światła). W rezultacie cała zbiorowość roślin, np. na łące wchodzi w stan nabytej aklimatyzacji systemowej (SAA).
W wilgotnych warunkach uszkodzona roślina może bezpośrednio przekazywać sygnał o niebezpieczeństwie innym roślinom, które dotykają jej w obrębie zbiorowiska roślin, na przykład na łące z mniszkiem. Fale ES i ROS służą jako sygnały między roślinami rozchodzące się na liściu i w liściu z prędkością odpowiednio kilku milimetrów na sekundę lub centymetr na minutę.

Już wcześniej znane były mechanizmy przy pomocy których rośliny mogą przesyłać sobie sygnały chemiczne, np. gdy liście z afrykańskich akacji zjadane są przez żyrafy, syntetyzować zaczynają lotne związki chemiczne (np. metylowane jasmoniany). To sygnał dla sąsiadujących roślin i liści, by produkowały gorzkie alkaloidy, substancje zmieniające smak, a przez to zmniejszające ich atrakcyjność jako pożywienie. Wiadomo też było, że np. korzenie sąsiadujących roślin komunikują swoim sąsiadom sygnały o dostępności wody i minerałów za pośrednictwem strzępek grzybów glebowych.

- Nasze badania potwierdzają, że powierzchniowe sygnały elektryczne funkcjonują jako łącze komunikacyjne między roślinami, które są zorganizowane jako globalna sieć (społeczność) roślin – tak, jak to James Cameron przedstawił w filmie ,,Awatar''. Działają więc trochę jak Facebook czy Twitter – mówi profesor Karpiński.

I to jest właściwa potęga nauki!