Деревья могут «знать» их размер

Несмотря на свою очевидную важность, принцип, по которому стебли растений реагируют на увеличение веса, остается неизвестным. Для решения этого вопроса была разработана теория «вертикальной проприоцепции», механизм, который уравновешивает радиальный рост стебля с увеличением веса.

Чтобы изучить теорию, исследователи из Хельсинкского университета, Кембриджского университета и Института природных ресурсов Финляндии манипулировали воздушной массой пуховой березы (Betula pubescens).

Исследователи заметили, что дерево действительно могло регулировать радиальный рост ствола в ответ на добавленный вес, и сила этого отклика варьировалась по длине ствола. Кроме того, для этой реакции требовалась степень бокового движения ствола: статичные деревья не росли такими же толстыми, как свободно движущиеся.

«Хотя идея о том, что растения чувствуют собственный вес и, соответственно, утолщают свой стебель, звучит интуитивно, наше исследование является первым, рассматривающим этот вопрос на деревьях», - говорит Хуан Алонсо-Серра с факультета биологических и экологических наук Хельсинкского университета.

Один из подходов к пониманию того, как работает этот механизм определения веса, заключается в сравнении нормальных растений с растениями, не обладающими этой способностью. Исследователи воспользовались природными мутантами березы. Это исключительные деревья растут вертикально три месяца, после чего их стволы внезапно сгибаются у самого основания, и все дерево разрушается.

Исследователи показали, что, в отличие от обычных деревьев, деревья мутанты не могут правильно отрегулировать свою ширину в соответствии с увеличивающимся весом, что делает их менее устойчивыми механически. Отсутствие правильного ответа на этих деревьях связано с одной позицией (локусом) в геноме березы, что позволяет в будущем идентифицировать мутированный ген.

Использование деревьев-мутантов было ключевой частью проекта. В большинстве моделей растений, таких как Arabidopsis, генетические исследования осуществимы, потому что новое поколение может быть произведено в течение нескольких месяцев, тогда как то же самое обычно занимает десятилетия с другими деревьями.

Тем не менее, березы являются исключительными, поскольку они являются одним из немногих видов деревьев, у которых цветение может быть вызвано уже в возрасте шести месяцев. Это дает уникальную возможность для решения основных и прикладных вопросов, касающихся жизни и развития деревьев, пишет EurekAlert.