Ученые впервые задокументировали материнскую заботу у растений

Фото из открытых источников

Биологическое представление о жизни растений, веками отводившее ей второстепенное место по сравнению с динамикой жизни животных, претерпело радикальную трансформацию благодаря исследованиям, которые с помощью строгих научных доказательств демонстрируют существование материнской заботы у растений.

Это открытие, сделанное группой исследователей под руководством Винита Сони из Университета Моханлала Сукхадиа, размывает одну из самых глубоко укоренившихся границ между царствами — ту, которая ранее считала воспитание и родительскую защиту исключительно прерогативой животных.

Исследование, опубликованное на препринт-сервере bioRxiv, было посвящено физиологическому и биохимическому изучению распространенного комнатного растения Chlorophytum comosum, известного также как паучье растение, маламадре или ленточное растение. Этот вид образует дочерние растения, которые остаются прикрепленными к материнскому растению с помощью тонких ползучих стеблей, известных как столоны.

Группа исследователей, состоящая из доктора Сони, научного сотрудника доктора Упмы Бхатт и аспиранта Яшванта Сомпуры, подвергла растение методичному изучению на четырех критических стадиях развития потомства: от начальной ювенильной фазы до заключительной стадии полной фотоавтотрофии, на которой дочернее растение становится самодостаточным.

Анализы показали, что столон функционирует аналогично плацентарному органу. Он действует как биологическая пуповина, жизненно важный канал, специализированный для активной и регулируемой передачи воды и необходимых питательных веществ из материнских тканей к развивающемуся растению. Эта связь не является просто структурным придатком; она представляет собой систему жизнеобеспечения, целостность которой определяет выживание потомства.

Экспериментальное подтверждение этого механизма было получено с помощью процедуры, включающей контролируемое отсечение столона. Когда отсечение проводилось на ранней ювенильной стадии, выживаемость дочерних растений составляла ноль процентов. Этот процент постепенно и измеримо увеличивался по мере развития дочерних растений, достигая стопроцентной выживаемости только при отсечении на стадии полной независимости.

Эта кривая выживаемости, зависящая от степени зрелости, точно воспроизводит закономерности, наблюдаемые у плацентарных млекопитающих, где преждевременное отделение от материнского источника питания неизменно приводит к летальному исходу.

Однако это открытие выходит за рамки механической модели питания посредством физической связи. Поведение материнского растения демонстрирует аспект оценки и соответствующей реакции, что усиливает аналогию с родительской заботой животных. Исследование показывает, что как только дочернее растение достигает физиологической независимости, материнское растение запускает запрограммированный процесс деградации столона, завершая отделение. Тем не менее, исследователи выявили важное исключение из этого протокола.

Когда дочерние растения сталкиваются с условиями экологического стресса, такими как засуха, или когда их корневые системы не развиваются нормально, материнское растение на неопределенный срок приостанавливает процесс деградации. В этих неблагоприятных условиях оно поддерживает активность столона и продолжает обеспечивать потомство ресурсами, даже если это влечет за собой ощутимые энергетические затраты для собственного роста и развития. Такая модуляция поведения, основанная на состоянии потомства, подразумевает уровень межорганизменной коммуникации и биологического принятия решений, ранее не предполагавшийся у растений.

Сони в своем заявлении обозначил масштабы полученных результатов, подчеркнув, что, несмотря на научные достижения XXI века, сложность строения растений остается лишь частично изученной. Растения поддерживают жизнь на Земле, производя пищу и кислород для всех животных. Это привело нас к фундаментальному вопросу: заботятся ли растения о своих дочерних растениях подобным образом? Этот вопрос стал движущей силой настоящего исследования. В результате этой работы мы наконец обнаружили, что растения действительно проявляют материнскую заботу.

Исследователь добавил, что стратегия, наблюдаемая у паучьего растения, концептуально аналогична заботе о потомстве у высших животных, таких как приматы, где родительская поддержка может выходить за рамки первоначальной независимости и способствовать выживанию в стрессовых условиях.

Изменчивость материнских стратегий, явление, хорошо изученное в животном мире, теперь открывает обширную и параллельную область исследований в ботанике. Таким образом, данное исследование открывает новое измерение в биологических науках, требуя переоценки механизмов физиологической и молекулярной коммуникации, лежащих в основе социальных и родственных взаимодействий в растительном мире.

Эта работа является частью ряда открытий, которые неуклонно подрывали статичное представление о растениях, начиная с наблюдений Джагадиша Чандры Бозе за реакцией на раздражители и заканчивая недавним документированием звуковых излучений в условиях стресса.

Демонстрация активной, обусловленной окружающей средой родительской заботы у Chlorophytum comosum — это не просто биологическая диковинка; это эпистемологический поворотный момент, который заставляет расширить словарь поведенческой экологии и эволюционной биологии, чтобы в полной мере включить в него формы жизни, являющиеся основой наземных экосистем.