Cum reacționează plantele la traume și stres. Oamenii de ştiinţă au aflat

Teoriile de lungă durată privind modul în care plantele se bazează pe undele de calciu pentru a răspunde în mod sistemic la rănire și la stres au primit o nouă perspectivă.

Cercetătorii de la John Innes Centre au demonstrat că undele de calciu nu reprezintă un răspuns primar, ci mai degrabă un răspuns secundar la un val de aminoacizi eliberați de rană. Aceste descoperiri pun în discuție concepțiile consacrate cu privire la moleculele de semnalizare a plantelor pe distanțe lungi și la mecanismele prin care informația călătorește de la punctul de stres prin țesuturile vegetale vii.

S-a observat de mulți ani că rănile și alte traume inițiază valuri de calciu care se deplasează atât pe distanțe scurte de la o celulă la alta, cât și pe distanțe mai mari de la o frunză la alta, scrie EurekAlert. Aceste unde de calciu amintesc de semnalizarea observată în nervii mamiferelor, dar, deoarece plantele nu au celule nervoase, mecanismul prin care se întâmplă acest lucru a fost pus sub semnul întrebării.

Rănile și traumele suferite de plante le sporesc producţia de calciu

Noile descoperiri, publicate în Scientific Advances, sugerează că atunci când o celulă este rănită, aceasta eliberează un val de glutamat, un aminoacid. Pe măsură ce acest val se deplasează prin țesuturile plantelor, activează canalele de calciu din membranele celulelor pe lângă care trece. Această activare apare ca un val de calciu, dar este un răspuns pasiv, sau o ,,citire” a semnalului de glutamat în mișcare.

Ipotezele anterioare pentru a explica modul în care undele de calciu trec prin celulele plantelor implicau mecanisme active de propagare a semnalului de calciu. Aceste ipoteze se bazau pe faptul că semnalul se propaga de-a lungul membranei celulare sau prin intermediul unei unde de presiune în xilem, dar nu exista nicio explicație pentru modul în care răspunsul trecea de la o celulă la alta. "De fiecare dată când erau prezentate modele de propagare activă, mă întrebam cum se deplasează această undă de la o celulă la alta. Mi s-a părut că există o parte lipsă în teorie, iar această cercetare descoperă un nou mecanism care arată că unda de calciu nu este ceea ce pare a fi”, a declarat Dr. Christine Faulkner, lider de grup la John Innes Centre.

Undele de glutamat și de calciu, conectate în interiorul plantelor

Echipa a speculat că un semnal de la o rană ar putea călători de la o celulă la alta prin plasmodesmate. Cu toate acestea, folosind tehnici de imagistică cantitativă, modelare de date și genetică, au descoperit că semnalul mobil este o undă de glutamat care călătorește în afara celulelor, de-a lungul pereților celulari.

,,Undele de glutamat și de calciu sunt conectate – glutamatul declanșează răspunsul de calciu. V-ați putea imagina acest lucru cu o analogie cu un coridor. Glutamatul se grăbește pe coridor și, când trece pe lângă o ușă, o lovește. Răspunsul de calciu reprezintă deschiderea ușii. Până în prezent, s-a presupus că ceea ce se mișca pe coridor era presiunea hidraulică sau o serie de reacții chimice care se propagă, dar studiul nostru arată că nu este așa”, a declarat Dr. Faulkner. Studiul a fost publicat în Science Advances.

  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCNews și pe Google News