Растения быстро сбрасывают свои цветы для защиты от микробов
Растения позволяют своим цветам быстро увядать для защиты от вредоносных микробов, согласно новому исследованию, проведенному специалистами Киотского университета. Используя полевые эксперименты и анализ микробиома растений, исследователи обнаружили, что микробы, растущие на цветках, могут оказывать негативное влияние на урожайность фруктов. В качестве защитного механизма растения быстро сбрасывают свои цветы, прежде чем микробы увеличивают их численность.
"Полученные результаты позволяют предположить, что в старых цветках обитают микробные сообщества, отличные от тех, что существуют в период расцвета, и что микробы, в изобилии обитающие на старых цветках, негативно влияют на размножение растений", - пишут авторы исследования.
"Хотя этому вопросу уделялось мало внимания, антагонистические микробы, быстро размножающиеся на цветках, могли повлиять на эволюцию различных характеристик цветка, таких как цветочные летучие вещества и продолжительность жизни"
Ранее исследователи изучали компромисс между энергией, которую растения тратят на производство и поддержание своих цветков. Поскольку цветки служат репродуктивной структурой, кажется, что растениям выгодно сохранять их дольше. В одном из предыдущих исследований команда из Киото изучала загадку, почему растения тратят свою энергию на производство хрупких цветов, которые быстро увядают, вместо того, чтобы потратить немного больше энергии на производство более долговечных цветов.
"Интересно, что продолжительность жизни цветков отрицательно коррелирует с температурой; чем жарче среда, в которой они распускаются, тем короче период, в течение которого растение их сохраняет. Это явление было известно давно", - говорит соавтор исследования Шоко Сакаи.
"Затем, в какой-то момент, я выдвинул гипотезу, что антагонистические микробы, такие как бактерии и грибы, растущие на цветках после раскрытия цветочного бутона, должны быть фактором, сокращающим продолжительность жизни цветка. Я сомневался, что это совпадение, что микробы растут быстрее при более высоких температурах".
Команда провела полевые эксперименты, чтобы определить, какие микробные сообщества появляются на цветах, которые живут дольше. Эксперты перенесли микробы со старых цветков дикого имбиря на другие растения дикого имбиря с новыми, только что раскрывшимися цветками.
В итоге экспериментальные растения дали меньше плодов, несмотря на то, что видимых признаков инфекции или болезни не было. Когда исследователи проанализировали микробиомы растений, они обнаружили несколько групп бактерий, количество которых увеличивалось со временем.
"До сих пор характеристики цветов изучались в основном в контексте их взаимодействия с опылителями", - говорит Сакаи. "Недавние исследования подняли вопрос о том, не упускаем ли мы из виду роль микробов в изучении цветочных характеристик. Например, цветочные летучие вещества - которые часто рассматриваются как основной аттрактант для опылителей - могут также функционировать для подавления антагонистических микробов".
"Влияние микробов на репродуктивную экологию растений может быть более глубоко встроено в эволюцию ангиоспермов, чем мы предполагали"
Исследование опубликовано в журнале Metabarcoding and Metagenomics.
