Растительные аэрозоли могут передавать сигналы между растениями
Исследование, опубликованное в Science, показывает, что вторичные органические аэрозоли (SOAs), образующиеся из растительных летучих соединений, могут выступать медиаторами взаимодействия между растениями. Работа выполнена совместно химическими экологами, экофизиологами растений и физиками атмосферы из Университета Восточной Финляндии.
Известно, что растения, поврежденные травоядными, выделяют в атмосферу летучие органические соединения (VOCs). Эти VOCs играют ключевую роль в межрастительных взаимодействиях: неповрежденные растения могут улавливать сигналы тревоги от поврежденных соседей и готовить свои защитные механизмы.
«Реакционноспособные растительные VOCs подвергаются окислительным химическим реакциям, что приводит к образованию вторичных органических аэрозолей (SOAs). Мы задались вопросом, сохраняются ли экологические функции, опосредованные VOCs, после их окисления и превращения в SOAs», — сказал доктор Хао Юй.
Исследование показало, что поврежденные большим сосновым долгоносиком сеянцы сосны обыкновенной выделяют VOCs, которые активируют защиту у соседних растений того же вида. Биологическая активность сохранялась и после окисления VOCs и образования SOAs. Результаты указывают, что биологические функции SOAs, вероятно, определяются их элементным составом и количеством.
«Ключевая новизна исследования заключается в том, что растения используют слегка различающиеся защитные стратегии при получении сигналов в виде VOCs или SOAs, однако демонстрируют сходную степень устойчивости к питанию травоядных», — отметил профессор Джеймс Бланде.
Это наблюдение открывает возможность того, что растения обладают сложными сенсорными системами, позволяющими им адаптировать защиту к информации, полученной из разных типов химических сигналов.
«Учитывая скорость образования SOAs из предшественников VOCs, их более длительное время жизни по сравнению с VOCs и перенос воздушных масс в атмосфере, мы ожидаем, что экологически эффективное расстояние для взаимодействий, опосредованных SOAs, больше, чем для взаимодействий растений, опосредованных VOCs», — сказала профессор Аннеле Виртанен.
Это можно интерпретировать как способность растений различать сигналы, представляющие близкую или отдаленную угрозу со стороны травоядных.
Ожидается, что исследование откроет совершенно новую комплексную область для экологов и их коллабораторов, что может привести к новым представлениям о химических сигналах, структурирующих взаимодействия между растениями.