Японские исследователи раскрыли тайну быстрых движений листьями мимозы

Этот механизм с помощью кальция защищает растение от нападения насекомых.

Японские исследователи раскрыли тайну быстрых движений листьями мимозы стыдливой (Mimosa pudica) в ответ на прикосновения и повреждения. Оказалось, важнейшую роль в этом процессе играют ионы кальция (Ca2+), а сам механизм защищает растение от нападения насекомых.

Мимоза  стаыдливая (Mimosa pudica)

Животные обладают специализированными системами, например, нервно -мышечными системами, чтобы быстро ощутить окружающую среду и быстро перемещать свои тела.

В отличие от животных, у растений нет нервов и мышц, которые позволили бы им быстро двигаться. Однако Mimosa pudica, известная как мимоза стыдливая, может мгновенно перемещать свои листья в ответ на прикосновения или повреждения. Предыдущие исследования показали, что решающее значение для быстрых движений мимозы имеют электрические сигналы — потенциалы действия, кратковременные изменения мембранного потенциала, которые также представляют собой основу нервного импульса.  До сих пор оставались загадками как сигнальные молекулы, запускающие это движение, так и физиологическая роль этого процесса. Теперь исследователи из Сайтамского университета (Япония) смогли ответить на эти вопросы. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Communications в ноябре 2022 г..

Результаты исследования свидетельствуют о том, что быстрое движение, основано на распространении CA2+ и электрических сигналах, защищает это растение от внешних атак.

Авторы новой статьи создали флуоресцентные растения, позволившие в реальном времени регистрировать внутриклеточную концентрацию ионов кальция (Ca²⁺) и потенциалы действия. Оказалось, при повреждении листа потенциал действия и изменение концентрации Ca²⁺ распространялись с одинаковыми скоростями и проходили через место записи в одно и то же время.

Обработка листьев Mimosa pudica ингибиторами каналов Ca²⁺ и реагентами, захватывающими ионы Ca²⁺ блокировала как потенциалы действия, так и движения листьев в ответ на прикосновения. Эти данные подтвердили идею о том, что Ca²⁺ действует как сигнальная молекула, запускающая быстрое движение листьев.