Как корни растений избегают соли?

Для людей, соль — неотъемлемый элемент любого блюда, но для растений она может быть настоящей катастрофой. В прибрежных регионах земля постепенно становится все более соленой от моря, что в будущем сулит большими проблемами. Но есть и хорошая новость: корни растений — не пассивные жертвы обстоятельств, и они могут за себя постоять. Портал theconversation.com рассказал об удивительных свойствах корней растений.

Корни растений не просто выполняют роль «якорей», которые удерживают растения в земле. Они постоянно собирают информацию о почве вокруг них. Каждый день корни оценивают доступность воды, концентрацию питательных веществ и факторы риска. Если содержание соли в почве вдруг повышается, то первыми об этом узнают именно корни.

Для растений соль представляет две проблемы одновременно. Первая — из-за соли растениям сложнее вытягивать влагу из почвы; им словно приходится пить через засорившуюся трубочку. А вторая — натрий может накапливаться в тканях, повреждая клетки и мешая жизненно важным биологическим процессам.

Корни могут обнаруживать изменения солевого баланса поразительно быстро. По мере повышения концентрации, клетки в корнях начинают рассылать предупредительные сигналы по растению. Они, в свою очередь, запускают каскад различных реакций, включая гормональные сдвиги и активизацию экстренных механизмов выживания, призванных защитить растение.

Одна из самых занимательных характеристик корней — их гибкость. В отличие от веток, растущих над землей, корни могут постоянно менять форму в ответ на перемены в окружающей среде. Если они сталкиваются с соленой почвой, то, к примеру, корни могут поменять глубину, количество сторонних веток и даже направление роста. Исследования показали, что, наткнувшись на участки почвы с высоким содержанием соли, растения отправляют корни в других направлениях, параллельно замедляя рост в определенных областях, чтобы важные для жизни ткани не попали во вредное окружение.

Иногда эта трансформация корней может решить судьбу растения. Избегая самой соленой почвы, они снижают поступление натрия в клетки, но также работают над тем, чтобы контролировать любую соль, уже попавшую в организм. Обычно натрий, во избежание клеточных повреждений, перемещается в специальные «хранилища» — там он либо причинит меньше вреда, либо будет выброшен назад в почву.

Но, пожалуй, самая интригующая деталь в том, что, если верить ряду исследований, растения теоретически могут извлекать уроки из своего опыта. Ученые все чаще сталкиваются с подтверждениями того, что воздействие стресса в прошлом способно повлиять на реакцию растения на раздражители в будущем. Кормовые культуры, вроде риса, иногда лучше сталкиваются с солью, если растениям приходилось бороться с ней раньше.

Однако память растений работает не так, как у людей. Опыт и различные кризисы оставляют длительные химические отметины на ДНК и связанными с ней структурами в клетках растений. А эти отметины способны повлиять на включение и отключение специфических генов всякий раз, когда раздражитель, оставивший отметины, возвращается. Благодаря этому растение может реагировать на происходящее и адаптироваться быстрее или эффективнее.

Похожий эффект наблюдался не только в ответ на соль, но и на жару и стрессы, связанные с засухой. Если ученые правы, то растения могут обладать неожиданно сложной способностью готовиться к будущим проблемам. А некоторые специалисты и вовсе выдвигают гипотезы, что некоторые аспекты этих стрессовых реакций могут передаваться следующим поколениям. Хотя ученые пока не могут ответить на множество вопросов, даже вероятность того, что растения и впрямь умеют хранить/передавать информацию о прошлых стрессах, открывает совершенно новую сферу исследований.

Но что это означает для запасов пищи в будущем? По мере повышения концентрации соли в почве, урожаи сталкиваются с большим стрессом. Соленость может повредить росту, снизить урожай и в целом повредить благополучию растений. Именно поэтому опыты, изучающие свойства корней, являются важным научным приоритетом.