Как растения-воскресители выживают без воды

Исследователи из Университета Кобе и Агробиоинститута в Софии изучили механизм, позволяющий "растениям-воскресителям" (resurrection plants), таким как Haberlea rhodopensis, выживать в течение долгого времени в обезвоженном состоянии.

Ключевое открытие: Выживание зависит не от количества, а от структуры воды в тканях растения.

Метод: Учёные использовали аквафотомику и ближнюю инфракрасную спектроскопию для неразрушающего мониторинга процессов обезвоживания и регидратации у H. rhodopensis и его неустойчивого к засухе родственника Deinostigma eberhardtii.

Результаты:

• Во время высыхания H. rhodopensis перестраивает водную матрицу в листьях, поддерживая постоянные соотношения между различными водными структурами (мономеры, димеры, тримеры).
• В полностью высушенном состоянии H. rhodopensis радикально уменьшает количество свободных молекул воды, критически важных для метаболизма, и накапливает водные димеры и молекулы с 4 водородными связями.
• У D. eberhardtii такая организованная перестройка отсутствовала. Даже в сухом состоянии в его тканях оставалось много свободной воды, что вело к повреждениям.
• При регидратации H. rhodopensis демонстрировал упорядоченную динамику восстановления водной структуры.

Значение: Исследование впервые показывает, что достижение специфической структуры воды — ключевой механизм защиты тканей от повреждений при обезвоживании. Это открывает новое направление для биоинженерии с целью повышения засухоустойчивости сельскохозяйственных культур.

Исследование опубликовано в Scientific Reports 28 февраля.