Химические вещества в дыме делают растения крепче
Некоторые растения используют лесные пожары в свою пользу. Исследователи обнаружили, что семейство химических веществ в дыме — кариккины — делает растения гиперчувствительными к изменённому уровню света после пожара, заставляя их расти с более толстыми и крепкими стеблями.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
В 2004 году было установлено, что химические вещества бутанолиды (теперь названные «кариккинами» от слова karrik — «дым» на языке австралийских аборигенов) вызывают прорастание растений, реагирующих на пожар.
В новом исследовании учёные выяснили, что именно делают эти вещества с Arabidopsis thaliana (резуховидкой Таля), обычным североамериканским сорняком с известным геномом. Оказалось, что воздействие кариккинов (производных от сжигания клеточных стенок растений) активирует несколько генов, связанных с чувствительностью к свету.
После пожара световой спектр, достигающий семян, меняется: защитный полог леса сгорает, а почва чернеет, смещая свет в более красную область. Исследователи подвергли растения воздействию другого спектра света и проверили, имеет ли значение обработка кариккинами.
Ведущий автор Стивен М. Смит, молекулярный биолог из Университета Западной Австралии, пояснил: «Если вы выращиваете растения при слабом освещении, они обычно становятся высокими и тонкими, потому что ищут больше света, но они менее крепкие».
Однако при воздействии кариккинов первые стебли растений были на 25–30% короче, а первые появившиеся листья — примерно на 50% крупнее и крепче, чем у необработанных растений.
По словам Яна Томаса Болдуина, основателя Института химической экологии Макса Планка (Германия), эти открытия могут иметь значение как для восстановления растений после пожара, так и для коммерческого сельского хозяйства.
Технология на основе дыма могла бы позволить фермерам сначала вызвать прорастание сорняков, уничтожить их, а затем с помощью кариккинов дать сигнал культурным растениям к росту на очищенном поле.
«Это дало бы вам ещё один инструмент для выращивания культуры без сорняков, не прибегая к ядам», — сказал Болдуин, не участвовавший в исследовании.