Растения могут видеть, обонять, чувствовать и ощущать вкус, утверждает исследователь из Тель-Авивского университета

Исследователь из Тель-Авивского университета (TAU) заявляет, что биология растений и человека гораздо ближе, чем считалось ранее. Изучение этих сходств может раскрыть биологические основы таких заболеваний, как рак, а также других «животных» форм поведения.

Профессор Даниэль Шамо́виц, директор Центра биологии растений Манна (Manna Center for Plant Biosciences) при TAU, утверждает, что растения, подобно людям, обладают «чувствами»: зрением, обонянием, осязанием и вкусом. Если мы разделяем так много нашего генетического набора с растениями, нам необходимо пересмотреть то, что характеризует нас как людей.

Эти открытия могут заставить ученых переосмыслить основы биологии. Растения служат отличной моделью для экспериментов на клеточном уровне. Знания о генетике растений и о том, как они ощущают и реагируют на окружающую среду, также имеют решающее значение для продовольственной безопасности и обеспечения достаточного питания растущего населения.

Видение света

Одно из самых интригующих открытий последних лет заключается в том, что группа растительных генов, регулирующих реакции на свет, также присутствует в ДНК человека. Они влияют на такие процессы, как циркадный ритм, иммунная система и деление клеток.

Исследуя реакцию растений на свет, профессор Шамовиц обнаружил группу генов, отвечающих за то, «знает» ли растение, что оно находится на свету или в темноте. Позже он с удивлением идентифицировал ту же группу генов у людей и животных.

«Один и тот же набор белков, который растения используют, чтобы определить, находятся ли они на свету или в темноте, используется также животными и людьми», — говорит профессор Шамовиц. — «Например, эти белки контролируют два, казалось бы, отдельных процесса. Во-первых, они контролируют циркадный ритм — биологические часы, которые помогают нашему телу соблюдать 24-часовой цикл. Во-вторых, они контролируют клеточный цикл — а это значит, что мы можем больше узнать о мутациях в этих генах, ведущих к раку».

В экспериментах с плодовыми мушками, у которых была мутировавшая версия одного из этих генов, профессор Шамовиц и его коллеги наблюдали, что у мушек не только развилась мушка-форма лейкемии, но и был нарушен их циркадный ритм, что привело к состоянию, напоминающему постоянный джетлаг.

Растения используют свет как поведенческий сигнал, позволяющий им знать, когда раскрывать листья для сбора необходимых питательных веществ. Эта реакция на свет может рассматриваться как зачаточная форма зрения. Растения «видят» световые сигналы, включая цвет, направление и интенсивность, затем интегрируют эту информацию и решают, как реагировать. И растения делают все это без помощи нервной системы.

Растения также демонстрируют обоняние — спелый плод выделяет в воздух «феромон созревания», который улавливается незрелыми плодами и сигнализирует им последовать его примеру, — а также способность чувствовать и ощущать вкус. В некоторой степени растения также обладают различными формами «памяти», позволяющими им кодировать, хранить и извлекать информацию.

Прямо как мы

Помимо генов, регулирующих реакции на свет, растения и люди разделяют множество других белков и генов — например, гены, вызывающие муковисцидоз и рак молочной железы. Растения могут не страдать от этих болезней, но их биологическая основа одинакова, говорит профессор Шамовиц. Поэтому растения являются отличной отправной точкой при поиске биологической модели и могут заменить или, по крайней мере, дополнить модели животных для изучения некоторых типов человеческих заболеваний.

Профессор Шамовиц работает вместе с профессором Йосси Шилохом, лауреатом Премии Израиля, над пониманием того, как открытые им гены функционируют в защите человеческих клеток от радиации.