Плоды томатов посылают электрические сигналы тревоги растению при атаке насекомых

Исследование в Frontiers in Sustainable Food Systems показало, что плоды томатов посылают электрические сигналы остальным частям растения при заражении гусеницами. Растения используют множество химических и гормональных сигнальных путей, передаваемых через сок. Однако для плодов, куда питательные вещества только поступают, почти не изучалась возможность обратной коммуникации — от плода к растению.

«Плоды — это живые и полуавтономные части растения-матери. Поскольку они состоят из тех же тканей, что листья и стебли, почему бы им не сообщать растению о том, что они испытывают?» — говорит ведущий автор доктор Габриэла Нимейер Рейссиг из Федерального университета Пелотаса (Бразилия). — «Мы обнаружили, что плоды могут делиться важной информацией, например, об атаке гусениц, что, вероятно, позволяет другим частям растения подготовиться к такой же угрозе».

Эксперимент и результаты

Для проверки гипотезы об электрической коммуникации растения томатов помещали в клетку Фарадея с электродами на ветвях, соединяющих плоды с растением. Измеряли электрические реакции до, во время и после 24-часовой атаки плодов гусеницами Helicoverpa armigera. Для анализа сигналов использовали машинное обучение.

Результаты показали чёткую разницу между сигналами до и после атаки. Также были измерены биохимические реакции (например, выработка защитных веществ, таких как перекись водорода H₂O₂) в других частях растения. Эти защитные механизмы активировались даже в удалённых от повреждённых плодов участках.

Перспективы и ограничения

Авторы подчёркивают, что это ранние результаты. Измерения дают общую картину всех электрических сигналов, а не выделяют отдельные сигналы с высокой точностью. Также предстоит выяснить, характерно ли это явление для других видов растений и типов угроз.

Применение машинного обучения обладает высоким потенциалом для решения этих и других вопросов. Эта методика может привести к новым, более экологичным подходам в борьбе с насекомыми в сельском хозяйстве.

«Если методы измерения электрических сигналов в полевых условиях улучшатся, станет возможным раннее обнаружение вредителей, что позволит применять менее агрессивные и более точные меры контроля», — поясняет Нимейер Рейссиг. — «Понимание взаимодействия растения с плодами может дать insights для "манипулирования" этой коммуникацией с целью повышения качества плодов, устойчивости к вредителям и срока хранения после сбора урожая».