Как корни растений избегают соли?

Для людей соль – важнейший элемент любого блюда, но для растений она может стать настоящей катастрофой. В прибрежных регионах земля постепенно становится более соленой от моря, что сулит большие проблемы в будущем. Но есть и хорошая новость: корни растений не являются пассивными жертвами обстоятельств и могут постоять за себя. Портал Theconversation.com рассказал об удивительных свойствах корней растений.

Для растений соль создает сразу две проблемы. Во-первых, соль затрудняет вытягивание влаги из почвы растениями; Как будто им приходится пить через засоренную соломинку. А во-вторых, натрий может накапливаться в тканях, повреждая клетки и мешая жизненно важным биологическим процессам.

Корни удивительно быстро обнаруживают изменения солевого баланса. По мере увеличения концентрации клетки корней начинают посылать предупреждающие сигналы по всему растению. Это, в свою очередь, запускает каскад различных реакций, включая гормональные изменения и активацию механизмов экстренного выживания, призванных защитить растение.

Одной из наиболее интересных характеристик корней является их гибкость. В отличие от ветвей, растущих над землей, корни могут постоянно менять форму в ответ на изменения окружающей среды. Если они столкнутся с засоленной почвой, то, например, корни могут изменить свою глубину, количество посторонних ветвей и даже направление роста. Исследования показали, что, когда растения попадают на участки почвы с высоким содержанием соли, они пускают корни в других направлениях, одновременно замедляя рост в определенных областях, чтобы предотвратить воздействие вредной окружающей среды на жизненно важные ткани.

Иногда такое преобразование корней может решить судьбу растения. Избегая самой соленой почвы, они уменьшают попадание натрия в клетки, а также контролируют уже поступившую в организм соль. Обычно натрий во избежание повреждения клеток перемещают в специальные «хранилища» — там он либо нанесет меньший вред, либо выделится обратно в почву.

Но, пожалуй, самая интригующая деталь заключается в том, что, согласно ряду исследований, растения теоретически могут учиться на своем опыте. Ученые все чаще видят доказательства того, что воздействие стресса в прошлом может повлиять на то, как растение будет реагировать на раздражители в будущем. Кормовые культуры, такие как рис, иногда лучше справляются с солью, если растениям приходилось иметь с ней дело раньше.

Однако память растений работает иначе, чем память человека. Опыт и различные кризисы оставляют стойкие химические следы на ДНК и родственных структурах растительных клеток. И эти метки могут влиять на определенные гены, которые будут включаться и выключаться всякий раз, когда возвращается стимул, оставивший метки. Благодаря этому растение может быстрее и эффективнее реагировать на происходящее и адаптироваться.

Похожий эффект наблюдался не только в ответ на соль, но также на жару и стресс, связанные с засухой. Если ученые правы, то растения могут обладать удивительно сложной способностью готовиться к будущим вызовам. Некоторые эксперты даже предполагают, что некоторые аспекты этих стрессовых реакций могут передаваться будущим поколениям. Хотя ученые пока не могут ответить на многие вопросы, даже возможность того, что растения действительно могут хранить/передавать информацию о прошлом стрессе, открывает совершенно новую область исследований.

Но что это значит для будущего запаса продовольствия? По мере увеличения концентрации солей в почве сельскохозяйственные культуры испытывают больший стресс. Засоление может нанести вред росту, снизить урожайность и в целом нанести вред здоровью растений. Именно поэтому эксперименты по изучению свойств корней являются важным научным приоритетом.