Как растения взаимодействуют?. Аннотация

Как растения взаимодействуют?

Аннотация

Если кто-то сзади вас похлопал вас по плечу, ваш первый ответ, вероятно, повернетесь. Все живые организмы реагируют на раздражители, и растения не исключение к этому правилу. Но поскольку они не могут повернуться, как они ответят на легкий контакт с соседними растениями? Связаны ли растения со своими соседями? Мы искали ответ на этот вопрос. Мы слегка прикоснулись к растениям картофеля и измерили изменения в их трихомах (волосах растений), распределение биомассы и летучие соединения, которые они выпустили. Мы также проанализированы изменения в структуре, физиологии растений и во взаимодействии с насекомыми.Наши результаты показали, что растения действительно реагируют на легкое прикосновение с соседними растениями. Это влияет на их структуру таким образом, что они становятся короче и короче по сравнению с нетронутыми растениями. Любопытно, что насекомые не чувствуют запаха трогательные растения очень привлекательны и предпочитают их нетронутые аналоги.Насекомые очень чувствительны к изменениям растений. Изменение в состоянии растения-хозяина может привести к увеличению или уменьшению популяции травоядных насекомых. Это может иметь последствия для выращивания сельскохозяйственных культур. В этом исследовании мы использовали растения картофеля, чтобы изучить влияние прикосновения к соседним растениям. Мы изучили следующие измененияУ затронутых и нетронутых (контрольных) растений: 1. Распределение биомассы2. Количество трихом (волоса растения)3. Выброшенные летучие химические соединения4. Их влияние на запаховые предпочтения травоядных насекомых.ВведениеКак и людям, так и растениям может быть трудно жить с другими. В отличие людей, однако, растения не могут собраться и переехать в другое место. Чтобы выжить, они чувствуют и реагируют на сигналы своих соседей. Изменения количества солнечного света или химических веществ в почве дают растениям сигналы о своих соседях. Кончики листьев растений также могут соприкасаться с соседними растениями из-за ветра или отсутствия пространства. Эти механические раздражители могут быть еще одним способом получения растений информации о своих соседях.Растения по-разному реагируют на механические раздражители. Например, очень небольшая группа растений, включая Mimosa pudica и Venus ловушки для мух реагируют очень быстро. Ловушка Венеры закрывает свои ловушки, тогда как Mimosa pudica загибается внутрь при прикосновении. Большинство растений, однако, изменяют свою структуру или физиологию в течение более длительного периоды времени. Растения - основа всех пищевых сетей. Изменение растений может повлиять на их взаимодействие с другими организмами. Методы.Мы использовали важную овощную культуру для питания человека - картофель (Solanum tuberosum) - как наше модельное растение.(Рис. 2). Двумя наиболее вредными для картофеля вредителями являются: картофельная тля и зеленая персиковая тля. Мы использовали эти два виды тлей как травоядных насекомых нашего исследования.Для имитации контакта с соседним растением мы использовали мягкую кисть, чтобы прикоснуться к концам листьев каждой ветке картофеля на 1 мин в день (мы называем эти растения «обработанными»). После 8-го дня собраны пробы воздуха с летучими соединениями, выделяемыми растениями и идентифицировал газы. Для изучения тли мы использовали другую группу растений.Мы поместили тлю в специальную камеру, где они могли почувствовать запах прикосновения и нетронутого растения. Чтобы определить запаховые предпочтения тли, мы подсчитали количество посещений каждой тлей обработанной и необработанные растения.Мы начали структурный анализ после 17-го дня трогательного лечения. Мы собрали растения и измерили стебель, ветвь и массу листьев каждого из них. Мы рассчитали массовое соотношение каждой части.Собрали затронутые концевые листья и первичные листья той же ветки. Мы проанализировали структурные изменения на поверхности листьев путем определения количества трихом.РезультатыНаши данные показали, что прикосновение привело к снижению высоты растений и массовой доли стебля, но увеличение по массовой доле ветвей и листьев. В результате этих изменений, тронутые растения стали короче с более компактными появлениями по сравнению с контрольной группой.Что касается трихом, мы обнаружили, что обработанные листья не показали значительных изменений. Однако первичные листья на тех же ветвях показали значительное увеличение количества трихом.Мы обнаружили 16 различных летучих соединений, выделяемых картофельными растениями. Общее количество высвобожденных соединений по тронутым и контрольным растениям было равным, но точное количество каждого из соединений было различным.Оба вида тлей показали значительно меньшее предпочтение запаха прикосновения картофеля по сравнению с необработанными растениями.ОбсуждениеРастения явно находятся в контакте со своими соседями. Oни перепрограммируют себя разными способами, когда чувствуют легкое прикосновение, но почему?Давайте сначала проанализируем структурные изменения. Тронутые растения изменили свое распределение биомассы и стали более компактными, чем другие. Это обычный ответ на механические раздражители среди видов растений и заставляет их быть более устойчивыми к потенциальным повреждениям. Например, растения, которые живут в очень ветреной среде, как правило, имеют более короткие и более коренастые стволы, чем у растений того же вида, которые растут в менее ветреной среде. Кроме того, у компактных растений может быть больше шансов на выживание, когда им нужно соревноваться за место с соседними растениями.Что касается физиологических изменений, увеличение листа поверхность и количество трихом помогает растениям использовать солнечный свет и поливать более эффективно. Это может быть очень полезно, когда ресурсов не хватает и это дает растениям конкурентоспособную преимущество над соперниками.А как насчет взаимодействия растений и насекомых? Тля и других травоядных насекомых используют обоняние, чтобы найти растений-хозяев. В нашем исследовании изменения в смеси летучих соединений изменили запах затронутых растений и они стали менее привлекательны для тли.ЗаключениеУченые используют причинно-следственный анализ, чтобы понять сложные взаимоотношения между организмами. Как мы видели в наших результатах легкое прикосновение между растениями может вызвать изменения в их строении и физиологии. Кроме того, делая растения менее привлекательными, эти изменения могут распространяться на организмы на более высоких трофических уровнях.Может ли реакция растений на механические стимулы иметь экологическое и эволюционное значение? Возможно, но отвечая на это потребуются дальнейшие исследования. Теперь главный вопрос: может ли стимул, столь же тонкий, как прикосновение, привести к эволюционным изменениям. В растениях и организмах выше в пищевой цепочке? 1. Yes, I can. There is a impatiens. If you touch a flower, it will close.2. Touches on their structure. Plants are getting shorter. Plants respond to mechanical stimuli in various ways. Mimosa pudica and Venus fly traps, respond very rapidly. A Venus fly trap shuts its traps, whereas the Mimosa pudica folds inward when touched. Plants use these effects to obtain information from the environment.3. Because this research is very useful in the field of agriculture.4. It is best not to touch the plants because this changes their structure and makes them less attractive.GlossaryStimuli – раздражители;Trichomes – трихомы;potato plants – растения картофеля;biomass – биомасса;the volatile compounds – летучие соединения;interaction – взаимодействие;touch – прикоснуться;insects – насекомые;sensitive – чувствительный;status – состояние;host plant’s – растение-хозяин;population – популяция;herbivorous insects – травоядные растения;the cues – сигналы;mechanical stimuli – механические раздражители;traps – ловушки;vegetable crop – овощная культура;pests – вредители;simulate contact – симуляция контакта;aphid – тля;aphids’ smell preferences – запаховые предпочтения тли;structural analyses – структурный анализ;stem – стебель;leaf – лист;stem mass fraction – массовая доля стебля;primary leaves – первичные листья;untreated plants – необработанные растения;neighbors – соседи;windy environments – ветреная среда;stockier trunks – более коренастые стволы;competitive advantage – конкурентно-способное преимущество;rivals – соперники;effect analysis – причинно-следственный анализ.