Ученые выяснили, что для защиты от засухи растения меняют структуру проводящих тканей, которые образуют более сложные рисунки в стебле. Чем крупнее растение, тем более выражен этот эффект. Исследование опубликовано в журнале Science.
У растений есть проводящие ткани, которые помогают распространять влагу по организму и предотвращают высыхание. В случае засухи в стебле может произойти эмболия, когда пузырьки газа препятствуют транспорту воды. Эмболия может нарушить работу проводящих тканей, что приводит к гибели всего организма. Еще в 1920 году британские ученые показали, что проводящая ткань может образовывать различные структуры в стебле. В простейшем случае проводящая ткань представляет собой цилиндр, и это характерно для небольших растений. Однако чем больше размер растения, тем разнообразнее и сложнее организована проводящая ткань. В разрезе стебля она может принимать форму эллипса, кольца или звезды. Поделившись своим наблюдением, британские ученые не смогли объяснить его, что повело за собой споры в сообществе ботаников. Некоторые исследователи считали, что усложнение структуры проводящих тканей появилось случайно в ходе эволюции, когда растения увеличивались в размерах и становились разнообразнее.
Ученые показали, что необычная организация проводящих тканей в стебле может быть полезна для защиты от засухи. Исследователи проанализировали волокна ксилемы — подтипа проводящей ткани — у ряда ныне существующих и вымерших растений, охватывая при этом 400 млн лет эволюции. Они изучили упаковку проводящих клеток в волокна и топологию проводящих сетей. Далее с помощью компьютерного моделирования они провели симуляцию того, как вызванная засухой эмболия распространяется по проводящим сетям реальных и идеализированных растений. Как оказалось, для защиты от засухи предпочтительнее более сложные формы и структуры проводящих тканей. Для этого растения должны ограничивать ширину ткани. При этом чем больше растение, тем более выражен эффект — ткань принимает более сложные, вытянутые и узкие формы.
Это открытие может быть полезно при выведении растений, более устойчивых к засухе. Решение этой проблемы наиболее актуально сейчас, так как глобальное потепление угрожает многим растениям.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
