Така разбират дали около корените им има опасни гъби, или полезни микроорганизми, с които си струва да си сътрудничат. Това необикновено откритие е направено от учени в Дания и е публикувано в престижното научно списание Science.

На пръв поглед растенията изглеждат напълно неподвижни и беззащитни. В действителност под земята се води непрекъсната невидима битка, в която корените трябва да реагират на множество сигнали.

Почвата е населена с огромно разнообразие от гъби. Някои могат да причинят тежки заболявания на растенията, докато други са техни незаменими съюзници.

Полезните гъби например образуват симбиотични отношения с корените, като помагат за усвояването на хранителни вещества и вода. В замяна получават органични съединения, произведени от растението.

Но как едно растение разбира кога да се защитава и кога да допусне нов партньор?

Тайният език на гъбите се крие в дължината на молекулите

Отговорът се оказва свързан с хитина – вещество, което изгражда клетъчните стени на гъбите.

Когато гъбите растат или клетките им се разграждат, в почвата попадат малки фрагменти от хитин. Те представляват вериги от повтарящи се захарни молекули.

Растенията могат да засичат тези фрагменти чрез специални рецептори по повърхността на клетките си.

Оказва се обаче, че не всички хитинови сигнали имат едно и също значение.

По-дългите вериги обикновено се свързват със сигнали за възможна гъбична атака и могат да задействат имунната защита на растението.

По-късите фрагменти могат да участват в комуникацията с полезни гъби, които подпомагат храненето на растението.

Разликата между опасност и възможно приятелство може да се крие само в няколко захарни звена.

И точно тук започва най-интересната част от откритието.

Молекулярен „шивашки метър“ пази корените от фалшиви тревоги

Изследователи от Университета на Орхус и Копенхагенския университет установяват, че растенията разполагат със специален рецептор, наречен CHIP13.

Той се намира в клетъчната мембрана и притежава необичайна структура, която учените описват като своеобразен протеинов мост.

Този мост може да задържа хитиновите вериги в няколко точки едновременно.

Ако молекулата е достатъчно дълга, тя се закрепва стабилно и рецепторът я разпознава като сигнал, който може да изисква защитна реакция.

Ако веригата е прекалено къса, тя не може да се задържи по същия начин.

Така растението избягва част от ненужните имунни реакции.

„Основният въпрос беше как растенията различават дългите хитинови вериги от късите. Разбрахме, че CHIP13, и по-конкретно неговият протеинов мост, работи като „шивашки метър“, обяснява ръководителят на изследването Кира Гисел.

С други думи, растението не се нуждае от очи, за да открие опасността. То използва формата и дължината на молекулите, за да прецени как да реагира.

Един рецептор открива опасността, друг включва алармата

Откритието разкрива и още един любопитен детайл: растителната защита работи като система с разделени задачи.

Рецепторът CHIP13 разпознава подходящите хитинови фрагменти, но за задействането на пълноценна защитна реакция е необходим и втори рецептор – CERK6.

Първият изпълнява ролята на сензор, а вторият участва в предаването на сигнала към вътрешността на клетката.

Едва когато двата белтъка действат заедно, се формира необходимият защитен комплекс.

Това е своеобразна двустепенна система за сигурност, която помага на растението да реагира на подходящите сигнали.

Разбира се, растенията не вземат съзнателни решения. Става дума за сложни биохимични механизми, усъвършенствани в хода на еволюцията.

Може ли откритието да доведе до растения, които сами се защитават по-добре?

Учените смятат, че разбирането на този механизъм може да има сериозно значение за бъдещето на земеделието.

Ако изследователите успеят да променят или конструират рецептори, които разпознават по-точно определени патогени, това би могло да помогне за създаването на земеделски култури с по-ефективна имунна защита.

Подобни растения потенциално биха били по-устойчиви на някои гъбични заболявания.

Това от своя страна може да намали необходимостта от използването на определени фунгициди – препарати за борба с гъбичните патогени.

По-малката зависимост от химическа растителна защита би могла да има икономически и екологични ползи.

Това обаче е възможно бъдещо приложение, а не вече разработена технология, готова за използване от земеделците. Предстоят допълнителни изследвания, преди откритието да намери практическо приложение в селското стопанство.

Невидимият свят под краката ни е по-сложен, отколкото изглежда

Новото изследване показва колко сложни са взаимоотношенията между растенията и микроорганизмите в почвата.

Корените не са просто органи, които поглъщат вода и хранителни вещества. Те са част от динамична система, която непрекъснато обменя химични сигнали с околната среда.

Някои от тези сигнали предупреждават за опасност. Други помагат за изграждането на полезни партньорства.

И макар растенията да нямат мозък или нервна система като животните, те притежават удивително прецизни механизми за възприемане и обработване на информация.

Оказва се, че понякога за оцеляването не е необходимо да познаваш врага по лице. Достатъчно е да измериш правилно молекулата, която той оставя след себе си.