Изменение климата, вероятно, сделает «суперсорняк» ещё мощнее
Исследователи из Университета Делавэра обнаружили новую причину, по которой высокий тростник Phragmites australis является одним из самых инвазивных растений в США.
Команда выяснила, что Phragmites наносит химический двойной удар, чтобы уничтожить жертв, и яд становится ещё более токсичным под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца.
Исследование, опубликованное в июньском номере журнала Plant Signaling & Behavior, считается первым, сообщающим о влиянии УФ-Б излучения на аллелопатию растений — производство токсинов для защиты от соседних растений.
Исследование проводилось на водно-болотных угодьях Делавэра и в лаборатории Харша Байса в Делавэрском институте биотехнологий.
«Токсин, выделяемый Phragmites, разлагается солнечным светом — ультрафиолетовыми лучами — и вызывает серьёзные пагубные эффекты на другие местные растения», — сказал Байс.
«Наше исследование также затрагивает растущие вопросы об увеличении случаев УФ-Б излучения из-за глобального потепления и его конечного эффекта на растения. В этом случае инвазивное растение случайно использует изменившиеся глобальные условия для своего выживания и вторжения», — отметил Байс.
Два года назад Байс возглавил исследование, которое обнаружило, что Phragmites активно выделяет галловую кислоту (3,4,5-тригидроксибензойную кислоту), чтобы уничтожить растения и захватить территорию.
В этой работе учёные обнаружили, что галловая кислота, выделяемая Phragmites, разлагается ультрафиолетовым светом с образованием другого токсина — мезоксалевой кислоты, что эффективно наносит уязвимым растениям и проросткам двойной удар.
Мезоксалевая кислота запускает аналогичный «каскад клеточной смерти» в растениях-жертвах, как и галловая кислота, разрушая тубулин и актин (структурные белки корней) в течение нескольких минут после воздействия.
Команда обнаружила биологические концентрации мезоксалевой кислоты в водно-болотных угодьях Делавэра, в зарослях как экзотического, так и местного Phragmites australis. Исследование подчёркивает устойчивость фоторазложившегося фитотоксина, особенно мощного у экзотического вида растения, и его усиленное воздействие на местный вид Phragmites, который становится всё более исчезающим в США.
Ореховые деревья, сосны, папоротники и подсолнухи — среди растений, выделяющих вредные химические вещества, чтобы не дать другим растениям расти слишком близко.
Однако Phragmites использует эту стратегию не столько для того, чтобы держать другие растения на расстоянии, сколько для того, чтобы агрессивно завоёвывать их и вторгаться на новые территории, сказал Байс.