Клиностат: специально разработанная экспериментальная установка для изучения проприоцепции деревьев
Исследовательская группа из INRAE и Университета Клермон‑Овернь продемонстрировала, что деревья способны исправлять искривление своих стволов с помощью специфического биологического процесса. В ходе исследования молодые деревья с искривлёнными стволами поместили в экспериментальную установку, которая не позволяла им воспринимать свою ориентацию относительно света и силы тяжести. Единственным оставшимся у деревьев чувством было восприятие собственной искривлённости. В этих условиях учёные наблюдали образование особого вида древесины, известного как «напряжённая древесина», которая действует как мышца, исправляя искривление ствола и позволяя ему выпрямиться в течение нескольких недель.
Опубликованные в журнале New Phytologist результаты показывают, как растения — в естественных условиях — тонко воспринимают собственную форму и сочетают эту информацию с сигналами, связанными с их ориентацией, чтобы корректировать свою «осанку».
Проприоцепция — это чувство, с помощью которого живые организмы воспринимают положение частей своего тела; долгое время считалось, что оно присуще только животным. В 2012 году исследовательская группа с участием INRAE продемонстрировала, что растения также обладают этой способностью. Это позволяет им контролировать свою осанку и оставаться как можно более прямыми.
Растения ориентируют свой рост в ответ на воспринимаемые ими факторы, в том числе силу тяжести, направление падающего света и собственную форму, то есть проприоцепцию. Чтобы изучить проприоцепцию в отдельности, необходимо исключить все остальные сенсорные сигналы.
Сначала исследователи поместили молодые тополя в горизонтальное положение. Со временем деревья изогнулись вверх, вернув верхушки в вертикальное положение. Это движение обусловлено особым типом древесины: напряжённой древесиной. Она действует как мышца, которая, сокращаясь, оказывает тяговую силу на верхнюю часть стебля, заставляя его изгибаться вверх.
В течение последующих недель стебли постепенно выпрямились и вернулись к прямолинейной форме. Учёные исследовали анатомию древесины, образовавшейся в ходе этого процесса выпрямления. Образование натяжной древесины на верхней стороне, вызвавшее изгиб ствола вверх, прекратилось при активации установки, в то время как на противоположной стороне образовалась идентичная древесина. По‑видимому, последняя должна функционировать как антагонистическая мышца, создавая тяговую силу в противоположном направлении и постепенно возвращая стебель в прямую форму.
До сих пор считалось, что натяжная древесина образуется только на верхней стороне стебля, заставляя его изгибаться вверх. Это исследование показывает, что натяжная древесина может играть антагонистическую роль, подобно мышцам у животных, которые поддерживают их осанку и обеспечивают движения.
Эти ключевые способности способствуют устойчивости деревьев к экстремальным явлениям, способным изменить их положение, таким как ураганы или оползни, — эта особенность приобретает особую важность в контексте изменения климата.
Источник: habr.com