Польза стресса... у растений

Хронический стресс у людей связан с болезнями сердца, набором веса, диабетом и другими проблемами со здоровьем. Экстремальные условия, являющиеся источником хронического стресса, — вызов даже для самых выносливых организмов, включая растения. Однако некоторым видам удаётся не только выживать, но и процветать в стрессовых условиях.

Недавняя статья доктора Юрия Спрингера в ноябрьском выпуске American Journal of Botany показывает, что определённые виды дикого льна, растущие на бедных почвах, нашли баланс: эти растения реже заражаются грибковым патогеном. Сохранять равновесие между затратами на выживание в стрессе и преимуществами среды с меньшим числом враждебных видов — сложная задача.

Для растений примером экстремальной среды являются серпентиновые почвы. Они создают стрессовые условия для роста из-за каменистой текстуры, низкой влагоёмкости, высокого содержания токсичных металлов и/или дефицита необходимых питательных веществ.

Спрингер оценил распространённость грибковых инфекций у видов рода дикого льна. Дикий лён — модельная система для изучения толерантности к серпентиновым почвам; виды демонстрируют разный уровень устойчивости к почвам с низким содержанием кальция, необходимого для выживания растений. Он исследовал корреляцию между симптомами болезни и толерантностью к серпентиновым почвам в контексте эволюционных связей между видами.

Спрингер обнаружил, что популяции дикого льна, растущие на серпентиновых почвах, демонстрируют снижение грибковой инфекции. Результаты подтверждают гипотезу, что стрессовые среды могут быть привлекательны для растений как убежище от патогенов, но при этом растения должны уметь выживать в этих экосистемах. У дикого льна грибковому патогену может быть сложно заражать растения с низким уровнем кальция в тканях из-за его дефицита в почве. Альтернативно, растения на бедной питательными веществами почве могут направлять больше ресурсов на защиту от патогенов и травоядных из-за высокой стоимости замены тканей.

Согласно предполагаемой эволюционной истории диких льнов, толерантность к серпентиновым почвам эволюционировала быстро и неоднократно в пределах рода или присутствовала у предков и была утрачена в нескольких линиях. Это первое исследование, пытающееся количественно объяснить, как растения развили специализацию к серпентиновым почвам, что в конечном итоге может помочь объяснить флористическое разнообразие в этих уникальных средах.

Подробнее: http://www.amjbot.org/cgi/content/full/96/11/2010

Источник: American Journal of Botany