Ученые провели серию из 84 экспериментов на 12 растениях, используя кресс-салат и растения табака, которые были специально выведены с включением сенсоров кальция, что является относительно новой технологией. Поместив кусочки этих растений под микроскоп, исследователи слегка прикоснулись к отдельным растительным клеткам с помощью микроконсоли — крошечной стеклянной палочки размером с человеческий волос. Они увидели множество сложных реакций в зависимости от силы и продолжительности прикосновения, но разница между прикосновением и его удалением была очевидна.
В течение 30 секунд после прикосновения к клетке исследователи наблюдали медленные волны ионов кальция, называемые цитозольным кальцием, которые перемещались из этой клетки через соседние растительные клетки. Это продолжалось 3-5 минут. Удаление прикосновения показало почти мгновенный набор более быстрых волн, которые рассеялись в течение минуты.
Авторы считают, что эти волны связаны с изменением давления внутри клетки. В отличие от животных клеток с проницаемыми мембранами, растительные клетки имеют прочные клеточные стенки, которые нелегко пробить, поэтому легкое прикосновение временно повышает давление в растительной клетке.
Исследователи проверили теорию давления механически, вставив крошечный стеклянный капиллярный датчик давления в растительную клетку. Увеличение и уменьшение давления внутри клетки приводило к подобным кальциевым волнам, вызываемым началом и прекращением прикосновения.
Предыдущие исследования показали, что когда вредитель, например, гусеница, кусает лист растения, это вызывает защитную реакцию. Растение выделяет химические вещества, которые делают листья менее вкусными или даже токсичными для вредителя. Более раннее исследование также показало, что расчесывание растения вызывает волны кальция, которые активируют различные гены.
Новое исследование позволило различить кальциевые волны от начала прикосновения и его окончания, но как именно гены растения реагируют на эти сигналы, еще неизвестно. С новыми технологиями, например, датчиками кальция, ученые, вероятно, смогут разгадать эту тайну.
