Исследователи раскрыли загадку нетипичного поведения гранул в клетках растений, позволяющих им воспринимать гравитацию и угол наклона. Они провели серию экспериментов, в которых применялись крошечные бусины. Помещенные в проростки пшеничных зерен, они приводили к перемешиванию молекулярных моторов. Статья о новом исследовании была опубликована в научном издании PNAS.
Животные и люди ощущают равновесие за счет внутреннего уха. В нем присутствует мелкий элемент неорганического происхождения, называемый отолитом. В названии зашифрованы два понятия: «камень» и «ухо». При каждом наклоне этот камушек перемещается, попутно раздражая чувствительные волоски. И мы понимаем, что равновесие поменялось. Эта реакция на изменение весового баланса сил притяжения нужна для нормального движения.
Растения по сравнению с людьми и животными почти неподвижны, но им важно ощущать гравитацию, чтобы выбирать направление роста. Ими используется система аналогичного принципа действия. Вместо камушка в них есть статолиты, название имеет греческое происхождение, является объединением слов «камень» и «неподвижный». Это уплотненного типа гранулы в особых клетках. Статолиты способны под влиянием силы притяжения оседать, так органы растения способны определить, в какую сторону направить рост.
Точность измерения угла наклона у растений очень высока, что удивляло исследователей. Долгое время они не понимали, как деревья и трава могут тонко реагировать на гравитацию. Кучка гранул не является хорошим инструментом для определения угла наклона. Трение между этими зернышками, их взаимодействие между собой препятствуют свободному передвижению. Так что после преодоления некоего порогового значения система обязана быть малоэффективной.
К разгадке тайны ближе всего приблизились биологи из Франции. Проследив за перемещением статолита, они заметили, что частички не похожи на группу твердых зернышек. Они больше напоминают жидкие образования, которые перетекают с одного места на другое, порогового значения для их перемещения не существует.
Пшеничные частички-статолита
Как гранулам удается не сталкиваться, проявляя при этом свойства жидкости? Чтобы получить ответ на вопрос исследователям пришло в голову создать модель системы в естественную величину. В искусственные клетки внедрили крошечные бусинки. Изучение натуральной среды и модели помогло понять, в чем заключается отличие статолитов от искусственных образований. Ученые пришли к выводу, что индивидуальные движения каждой частицы являются главными факторами текучести гранул. В них есть молекулярные моторы, которые позволяют им не смешиваться, не слипаться в единую массу. Эти моторы постоянно перемешивают зернышки.
В дальнейшем исследовании ученые надеются разобраться в вопросах о том, как именно растительные организмы ощущают движение статолитов.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
