Растения научились "чувствовать" высоту по уровню кислорода

Новое исследование показало, что растения адаптируются к высоте произрастания, «ощущая» уровень окружающего их кислорода, который снижается с набором высоты.

Высота — ключевой фактор экологии растений: не менее 30% видового разнообразия сосредоточено в горах. Из-за изменения климата альпийские виды и некоторые культуры (например, кофе) смещаются на большие высоты.

Учёные из Ноттингемского университета (в коллаборации с исследователями из Испании и Эквадора) обнаружили механизм, позволяющий растениям ощущать уровень атмосферного кислорода. Это помогает понять, как они выживают на высоте. Работа, финансируемая Leverhulme Trust, опубликована в Nature.

Анализируя растения на низкой и высокой высоте, команда выявила, как кислородное зондирование контролирует путь синтеза хлорофилла. Это позволяет растениям соотносить уровень ключевого токсичного химического вещества с концентрацией окружающего кислорода.

Исследование даёт новое понимание генетических механизмов, контролирующих способность растений выживать на разной высоте. Эти знания могут помочь селекционерам повысить устойчивость сельскохозяйственных культур к выращиванию на больших высотах.

Профессор Майкл Холдсворт, руководитель исследования, пояснил: «Раньше считалось, что для жизни на высоте растениям нужно адаптироваться ко многим переменным, включая высокий уровень УФ-излучения и более низкие температуры. Наше исследование впервые показывает, что восприятие уровня атмосферного кислорода является ключевым фактором высотной адаптации».

Он добавил: «Мы определили молекулярный путь, через который кислородное зондирование приводит к адаптированному фенотипу. Мы обнаружили, что разные виды цветковых растений адаптированы к абсолютной высоте через консервативный кислород-чувствительный контроль синтеза хлорофилла и экспрессии генов гипоксии. Это открытие задаёт новую парадигму для экологии растений».