Японські дослідники розкрили таємницю швидких рухів листям мімози соромлива (Mimosa pudica) у відповідь на дотики і пошкодження. Виявилося, найважливішу роль в цьому процесі відіграють іони кальцію (Ca2+), а сам механізм захищає рослину від нападу комах. Результати їх дослідження опубліковані в журналі Nature Communications.
На відміну від тварин, рослини не мають нервів і м’язів, які дозволяють їм швидко рухатися. Однак Mimosa pudica, відома як мімоза соромлива, може миттєво переміщати листя у відповідь на дотик або пошкодження. Дотепер залишалися загадками як сигнальні молекули, що запускають цей рух, так і фізіологічна роль цього процесу. Тепер дослідники з Сайтамського університету (Японія) змогли відповісти на ці питання.
Мімоза соромлива – найвідоміша не комахоїдна рослина, яке здатна швидко ворушитися. Попередні дослідження показали, що вирішальне значення для швидких рухів мімози мають електричні сигнали — потенціали дії, короткочасні зміни мембранного потенціалу, які також являють собою основу нервового імпульсу.
Автори нової статті створили флуоресцентні рослини, що дозволили в реальному часі реєструвати внутрішньоклітинну концентрацію іонів кальцію (Ca2+) і потенціали дії. Виявилося, при пошкодженні листа потенціал дії і зміна концентрації Ca2+ поширювалися з однаковими швидкостями і проходили через місце запису в один і той же час.
Обробка листя Mimosa pudica інгібіторами каналів Ca2+ і реагентами, що захоплюють іони Ca2 + блокувала як потенціали дії, так і руху листя у відповідь на дотики. Ці дані підтвердили думку про те, що Ca2+ діє як сигнальна молекула, що викликає швидкий рух листя.
Щоб визначити роль рухів листям, вчені створили трансгенну нерухому Mimosa pudica і порівняли її з рослинами дикого типу. З’ясувалося, що травоїдні комахи, такі як коники, поїдали нерухоме листя більше, ніж звичайні.
Дослідники також візуалізували сигнали Ca2+, рухи листя та поведінку коника на аркуші під мікроскопом. При харчуванні комахи листочки починали складатися послідовно разом з поширенням сигналів Ca2+, заважаючи конику продовжити харчування.