Ученые узнали, как растения узнают твердость почвы. Метод удивил

Растения для определения уплотненности почвы используют газообразный гормон этилен, такое открытие сделали ученые из семи стран, проводящие совместные исследования, 21 января сообщает журнал Science.

Уплотненная почва — серьезная проблема современного сельского хозяйства. Он создается из-за неправильной обработки полей и применения тяжелой механизации. По мнению специалистов, такая почва более твердая, мало аэрируемая, вода плохо течет и в ней хуже прорастают корни сельскохозяйственных культур. Это тормозит развитие надземных органов растений и снижает урожайность сельскохозяйственных культур.

Исследователи описывают, что если корень упирается в уплотненную почву, рост замедляется, а кончик корешка утолщается. Команда исследователей искала ответ на вопрос, как растение распознает твердость почвы.

Результаты удивили ученых. Растения не полагались на механические датчики — своего рода тактильные рецепторы в коже человека. Они использовали этилен — газ, который растения вырабатывают и используют в качестве гормона. С помощью этилена растение «измеряет» твердость почвы.

Если почва хорошо проницаема, молекулы этилена быстро уйдут. Однако в случае уплотненной почвы он накапливается в клетках, и высокий уровень затем замедляет удлинение корня и способствует его утолщению, наблюдается типичная реакция корневой системы на твердую почву.

«В Оломоуце мы определили количество вещества, из которого этилен образуется в корнях, чтобы доказать, что его повышенная концентрация и накопление на самом деле является результатом уплотнения почвы, а не другого физиологического процесса», — сообщил соавтор исследования Михал Каради из Лаборатории регуляторов роста — совместном проекте Института экспериментальной ботаники Академии наук и Университета Палацкого.

Для сравнения исследователи сосредоточились на рисе и некоторых таких растениях, которые не реагируют на повышенные концентрации этилена из-за генетических мутаций. Они обнаружили, что корни мутантов хорошо проникают в уплотненную почву. Таким образом, генетически нормальные растения тоже могут это делать, но благодаря функциональному «чувству этилена», они в такой ситуации активно подавляют рост корней.