Как паразитическое растение “подслушивает” своего хозяина

Обычно цветущие растения используют свои листья, чтобы определить, когда условия окружающей среды подходят для распускания бутонов. А если это растение без листьев? Да еще и паразит.

Крошечное растение, повилика (лат. Cuscuta) из семейства вьюнковых не имеет ни листьев, ни корней. Начиная свою жизнь как ленточный червь, оно вытягивается в тонкую спираль и извивается круг за кругом в поисках растения-хозяина. Когда ловкач находит его, он цепляется и проникает в растение с помощью крошечных трубочек, которые откачивают воду и питательные вещества. Паразит растет, в конце концов покрывая свою жертву запутанной нитевидной паутиной оранжевых или желтых стеблей. Затем, когда растение-хозяин цветет, то же самое делает и повилика, подготавливая почву для того, чтобы зловещий цикл начался снова.

Начало цветения долгое время осталась загадкой - как растение без листьев чувствует, когда нужно цвести? Как выяснили ученые, происходит это путем “подслушивания”. Они используют химический сигнал от хозяина как свой собственный. Наблюдения велись над австралийским видом повилики (лат. Cuscuta australis). Выяснилось, что оно поглощает химическое вещество, вызывающее цветение, белок, называемый локусом цветения T, или FT, от своих хозяев и используют его для синхронного цветения. Эта синхронизация максимизирует рост и размножение повилики и может быть частью того, почему растительный паразит, состоящий из более чем 100 различных видов, распространился по всему миру, паразитируя на таких разных организмах, как люцерна и деревья акации.

«Синхронизация цветения действительно имеет смысл для этих паразитов растений, - поясняет Цзяньцян Ву, ботаник из Куньминского института ботаники Китайской академии наук. - Если повилика зацветет слишком рано, она не вырастет такой уж большой, как могла бы, и даст меньше семян. Слишком поздно, и его хозяин, возможно, уже засохнет, оставив паразита с меньшим количеством питательных веществ для поддержания цветения».

У ученых и раньше были предположения, что повилики обмениваются химическими сигналами со своими хозяевами. В лабораторной теплице исследователи посеяли три вида повилики на растения с разным временем цветения. Как показал эксперимент, все паразиты изменили время цветения, чтобы соответствовать своим хозяевам. Когда исследователи экспериментально отключили ген FT хозяина, паразиты больше не цвели. Затем команда присоединила флуоресцентный белок к цветущему белку хозяина и увидела, как он светится в тканях австралийской повилики, подтверждая, что паразиты улавливают химический сигнал. Белок цветения также взаимодействовал с генами, связанными с цветением, у повилики, что, по словам исследователей, является еще одним доказательством того, что FT запускает весь процесс.

Данные исследования очень важны для всех растениеводов, включая садоводов-любителей. Распознав точный механизм взаимодействия растений-хозяев и паразитов, ученые смогут получить культуры, которые не страдают от нашествия “растительных вредителей”.