Растения способны выживать в экстремальных природных условиях, при засухе, аномальной жаре, заморозках. Неблагоприятные условия окружающей среды запускают ответную реакцию. Поскольку нервной системы у представителей флоры нет, то учёные попытались выяснить, как сигналы «бедствия» передаются по всему растению, например от корневой системы к листьям. Российские биологи установили, что эту функцию выполняют электрические сигналы за счёт снижения активности фотосинтеза. Статья о результатах научного эксперимента опубликована в издании Frontiers in Plant Science.
Чтобы создать стресс для растений в искусственных условиях, была разработана экспериментальная установка для исследования фотосинтетического ответа растений. Во время серии тестов учёные сочетали умеренный нагрев (около 40°С) и облучение синим светом, имитируя таким образом жару. Именно синий свет запускает волну электрических импульсов в тканях растений. Флуоресценцию хлорофилла фиксировали при помощи специальной камеры. Электрические сигналы улавливались с помощью электродов, которые контактировали с тканью растений в зоне облучения и нагрева. Также исследователи проанализировали изменение физиологического ответа растения на раздражители под влиянием засухи, для этого их не поливали в течение семи дней и более.
Результаты работы показали, что в разных комбинациях локальное повышение температуры и воздействие света стимулировали растения к генерации гиперполяризационных электрических сигналов, в том числе и при умеренной засухе (семь дней без воды). Их выраженность была напрямую связана со снижением эффективности фотосинтеза. Интересно, что в условиях сильной засухи (14 дней без воды) зарегистрированные сигналы были менее интенсивны, и изменений в фотосинтетических реакциях не наблюдалось, что подтвердило их участие в регуляции фотосинтеза растения.
В ходе экспериментов выяснилось, что на внешний раздражитель растительные клетки генерируют особые электрические сигналы, которые словно «информируют» все части растения об опасности.
То, что растения способны создавать электрические импульсы, было известно и раньше. Но механизм их распространения по клеткам не был детально изучен.
Оказалось, что сигналы рождаются в результате изменений концентрации ионов внутри и снаружи растительной клетки. Так появляются положительные и отрицательные заряженные частицы внутри клетки. Эти изменения далее распространяются по тканям, чтобы растение было готово использовать механизмы защиты.
Израильским учёным удалось услышать «крик» растений в специальной акустической камере. Человек слышать его не может, поскольку растения издают «звуки» в ультразвуковом диапазоне.