Растения способны к альтруизму

Концепция альтруизма давно обсуждается в философии, а в последнее время — и среди эволюционных биологов. С точки зрения естественного отбора, альтруизм мог развиться, потому что действия, повышающие шансы на выживание и размножение родственника, увеличивают вероятность передачи собственных генов. Социальное поведение, распознавание родства и альтруизм хорошо известны в животном мире, однако, хотя растения способны ощущать и реагировать на соседей, их способность распознавать родственников и действовать альтруистически изучена мало.

В статье, опубликованной в ноябрьском номере American Journal of Botany, кандидат наук Гильермо Мёрфи и доктор Сьюзан Дадли исследовали распознавание родства у Impatiens pallida (Недотроги бледной, или желтой). Особи этого вида часто растут вблизи родственных растений и сильно реагируют на надземную конкуренцию, что делает их подходящим объектом для изучения.

Исследователи измерили реакцию растений на два потенциальных сигнала конкуренции — изменение качества света (надземный сигнал) и наличие соседей у корней (подземный сигнал) — при выращивании с неродственными («чужими») и родственными растениями. Реакция недотроги различалась в зависимости от того, росло ли растение с родственниками или с чужаками. Это демонстрирует, что растение способно отличать родственников от неродственных особей, причем оба типа реакций отличались от реакции растений, растущих в одиночестве.

Реакция на родственников: Растения не увеличивали распределение ресурсов в корни или листья. Вместо этого они меняли надземную морфологию, увеличивая удлинение стебля и ветвление. Это может быть примером кооперации: растения пытаются получить необходимые ресурсы, не затеняя близких родственников. Недотрога растет в подлеске, где света мало, но почва обычно богата питательными веществами. Поскольку свет — лимитирующий фактор, конкурирующее растение скорее направило бы ресурсы в листья.

Реакция на чужаков: Растения увеличивали распределение ресурсов в листья по сравнению со стеблями и корнями — признак конкурентного ответа. Направляя ресурсы в листья, растение не только улучшало свои шансы на получение ограниченного ресурса (света), но и негативно влияло на рост конкурентов, затеняя их.

Однако эти различия в реакции наблюдались только у растений, выращенных с соседями у корней. Это указывает, что для распознавания родства может быть необходима коммуникация через корневую систему. Кроме того, перераспределение ресурсов в корни в ответ на качество света также происходило только при наличии корневых соседей. Это первый случай, когда показано, что реакция растения на надземный сигнал зависит от наличия подземного сигнала.

Исследование демонстрирует, что растения — социальные организмы, среди которых возможен альтруизм, а реакция на родственников и чужаков зависит от экологии вида.

Источник: American Journal of Botany