Thigmomorphogenesis

[progenes]

"... прямо с ходу я узнал кое-что о биологии: там очень легко найти вопрос, который был бы очень интересным и на который никто не знал бы ответа"
Ричард Фейнман

Я тут с отпуска вернулась, сейчас буду байки травить. На конференции доклад послушала.

Вот стоит одинокая сосна на утесе, кривая и покореженная



А в нормальном лесу она стройно-корабельная, вот такая



Ну мы как бы понимаем, что ветер сосну согнул. Но как именно эта сосна понимает, что с той стороны ветер и не растет в ветренную ту сторону и даже не пытается, а наоборот в другую сторону клонится? Для этого явления придумали термин "тигмоморфогенез" и изучают теперь молекулярные механизмы чувствительности к механическому воздействию ветра, капель дождя, насекомых, приземлившихся на листок. Понятно, чтобы узнать, почему сосна корежится, надо сначала разобраться на чем-то мелком и быстрорастущем. Как всегда, на арабидопсисе. Взяли, значит, арабидопсис и давай к нему прикасаться несколько раз в день кисточкой. Оригинал статьи тут.

Вот что получилось.



"Тронутые" растения были помельче, цвели позже и, как показал биохимический анализ, содержали больше растительных гормонов жасмонатов. К слову, эти гормоны регулируют не только рост и развитие, но также защиту от насекомых. Так что эти "тронутые" растения становятся не только мелкими, но и устойчивыми к атакам насекомых.

После доклада вопрос из зала: а почему кисточкой, а не ветерком на арабидопсис воздействовали, как на сосну на утесе? Докладчик: нуууу, пробовали и ветерком, феном на растение дули. Вопрос из зала: и каков эффект? Докладчик: растение высохло и сдохло.

Кстати, эта проблема механической чувствительности растений вылезла неожиданным боком. У нас тут в хайтех теплицах растения ездят на транспортерных лентах, ну так, чтобы их со всех сторон посветить, подвезти к камере и сфотографировать. И эта езда и потрясывание конечно же распознаются растениями и все контрольные эксперименты идут лесом.

Comments

[oldodik.livejournal.com]

На словах "высохло и сдохло" начал веселиться весьма)). Но конкретный механизм не ущучили пока?

[postumia.livejournal.com]

Интересно так ли оно с детьми ;-)

[nashev.livejournal.com]

Аналогично, посмешило. Интересно, они у фена нагрев отключали? А жуть через пар от ультразвукового увлажнителя пробовали?..

[postumia.livejournal.com]

А, не совсем, дети после определенного периода могут уйти, в отличие от растения.

[oldodik.livejournal.com]

Такому проростку и без нагрева явный пипец от фена придет))

[nashev.livejournal.com]

Дуть, то есть

[progenes.livejournal.com]

Ну есть парочка генов кандидатов на механосенсинг. Но, как всегда, они еще в куче других дел замешаны.

[oldodik.livejournal.com]

Или начинают расти не в ту сторону, в какую их воспитывали. А в прямо противоположную.

[postumia.livejournal.com]

Во-во.

[progenes.livejournal.com]

Это всех посмешило. Авторы повозились немного с условиями обдува, но потом видно плюнули подбирать режим и ограничились кисточкой.

[progenes.livejournal.com]

Именно!

[the-third-way.livejournal.com]

Очень интересно. А как же ветер? Что, в природных условиях сила ветра в нормальном диапазоне контролирует рост растения?

[yukkulent.livejournal.com]

классно)))
ну то есть я знаю, что из за ветра на нашем балконе даже суккуленты страдают, но чтобы так... афигеть.

[progenes.livejournal.com]

В природных условиях сила ветра конечно же контролирует рост растения и в нормальном диапазоне. Представьте себе два полностью, то есть абсолютно идентичных растения. И на одно растение просто дунули слегонца. Этот слабый сигнал распознается растением и немедленно включаются какие-то гены. С этого мгновения эти растения уже не идентичные.

[-pg-.livejournal.com]

Проблема хайтек-теплиц намекает, что возить надо лампы и камеру. Кажется, что это проще, чем возить растения.

[tari-bird.livejournal.com]

Здорово-здорово-здорово!
Я уже неделю наблюдаю за моим оконным жасмином, который все пытается нащупать какую-то опору, не находит, но упрямо лезет вверх. Сегодня утром сжалилась и в порядке эксперимента предложила ему оконную ручку. Теперь жду вечернего возвращения домой с еще большим нетерпением!

А как вам вот такое?

[victor-koldun.livejournal.com]

Оригинал взят у barzy в Вассерманова аномалия (http://barzy.livejournal.com/245826.html)

(http://1.bp.blogspot.com/-fzlWb8pTD4Y/UCiAOpd73wI/AAAAAAAAKUg/CZ57sVZegWg/s1600/IMG_3336.jpg)

от фена понятно сдохли, надо вентилятором

[freedom_of_sea.livejournal.com]

на севере диком растет одиноко
в горшочке росточек сосны
ученый его в холодильник глубОко
засунул, не будет весны

и снится сосне что в соседнем кювете
под феном, что скоро сгорит
акация знает, что выросла в лете
гормон ей о том говорит

а вы знаете про пьяный лес:

[vigna.livejournal.com]

На Белом море я видела сосны спирально закрученные. Вот как такое получается, интересно?

[homeguard988.livejournal.com]

Очень познавательно!

[progenes.livejournal.com]

:-)))) фигасе его покорежило.

[progenes.livejournal.com]

Какой-то фактор транскрипции свихнулся :-)))

[undina-bird.livejournal.com]

> как бы понимаем, что ветер сосну согнул.

Как бы не факт, что ветер согнул. Не знаю, что там (где первое фото) со снежным покровом зимой, но в холодных областях стелющиеся формы растения происходят не потому, что их ветер согнул, а потому что зимой их снежок укрыл ровно вот до сих, и всё, что выше снежка - вымерзло насмерть от экстремального мороза (в какой-то мере и от ветра, наверное... но он не сгибал, а вымораживал). Всё, что попало под снежок - выжило и стало расти дальше, вверх и вбок. Растущее вверх в следующую зиму опять вымерзло, а растущее в бок выжило, и т.д.

> Но как именно эта сосна понимает, что с той стороны ветер и не растет в ветренную ту сторону и даже не пытается

А как бы на кой энтой сосне против ветра расти? Доказывать вселенной свою внутреннюю свободу? Оне этим вроде не страдают (хотя... 100% утверждать не берусь;) ). Вариантов масса: (1) Надломилась от ветра - накренилась по ветру, продолжила расти (2) ветер такой бешеный, что работает как проволока бонсаеводов, заставляющих растения принимать неестественные формы (они проволокой сгибают ветку, и она постепенно привыкает к такому положению), хотя такое сложно представить. (3) выживает, только то, что с подветренной стороны от ствола, а остальное обламывается.

Насчёт "тронутости" - чрезвычайно любопытно, спасибо :)

[oldodik.livejournal.com]

а может, ветра такие специальные? Плюс еще морозы...

[woodenfriend.livejournal.com]

любопытный эффект

[the-third-way.livejournal.com]

кстати, а какие каналы у растений ассоциированы с механорецепцией? Или там метаботропная передача информации?

[progenes.livejournal.com]

Вы правильно сомневаетесь, но такие ветровые воздействия на деревья наблюдаются также и там, где снега нет и мороза тоже нет, а есть просто ветер, причем такой, который не надламливает, я нагибает.

[progenes.livejournal.com]

кальциевые каналы на мембране первыми реагируют на механическое воздействие. Они открываются (почему-то) и впускают кальций в клетку из межклеточного пространства. Из этого все и начинается.

[the-third-way.livejournal.com]

а какие у этих каналов ближайшие гомологи у животных? TRP?

[progenes.livejournal.com]

Intriguingly, the intracellular Ca2+ levels in animal cells also increase following mechano-stimulation.


Sachs F. Mechanotransducing ion channels. In: Latorre R, editor. Ionic channels in cells and model systems. New York: Plenum Press; 1986.

[lushka.livejournal.com]

Мне кажется, что кривые ветки конкретно у сосен и выработка у растений растительных гормонов в ответ на физическое воздействие это, возможно, разные вещи. Я бы думала, что ветки растут криво все-таки из-за чисто механических воздействий. К тому же, у сосны древесина, у которой, соответственно, другие механические свойства, чем у арабидопсиса. Если тебя загнуло в период активного роста, обратно уже не распрямишься.
А еще когда-то кажись эксперименты были (ссылки не дам, смутно помню из универа), когда растения (не деревья) обжигали с одной стороны, и они начинали расти в другую сторону. Вот тут, на мой взгляд, может дейтсвовать этот механизм - сначала распознавание стимула, потом реакция на него.

[vita-kh.livejournal.com]

У нас в лаборатории Arabidopsis thaliana растения исходной линии Landsberg 0 имеют вид "untouthed", а растения мутантной линии erecta вид "touthed".

[vita-kh.livejournal.com]

У сосны это происходит по причине стараний мотылька паразита, которая надгрызает апикальную меристему у молодых деревьев.

[vita-kh.livejournal.com]

О наклоне деревьев на наветренных и подветренных склонах было в работе И.Г. Серебрякова (1952) "Морфогенез..."

[vita-kh.livejournal.com]

Кстати, в условиях степи в более ветренные годы выше урожайность. А у местных форм Arabidopsis thaliana механическая ткань развита сильнее.

[undina-bird.livejournal.com]

Просто ветер может не надламывать, а порыв ветра может и да. Или он ветки, которые не с подветренной стороны, высушивает сильнее. Ветер вообще очень сушит растения (арабидопсисы вон под феном тупо гикнулись), это хорошо видно по разнице "поведения" недавно пересаженных растений в ветреный или в безветренный день. В ветреный (даже пасмурный) день они вянут очень быстро, а если их прикрыть от ветра - так же быстро приходят в себя. Так что если там даже и есть какой-то таксис, а не только механическое воздействие ветра, я бы предположила отрицательный, а не положительный анемотаксис. Сосне совершенно неинтересно и невыгодно расти навстречу ветру, потому и "не пытается" :). Но чтобы это проверить, надо, наверное, сравнивать сосны, растущие (1) под сухим ветром (2) под влажным ветром :).

Кстати, просто любопытно: а кроме сосен вы встречали такие формы ещё у каких-либо деревьев? У меня вот другие не вспоминаются.

И ещё, можно уточнить?: почему вы думаете, что потряхивание на тележке бракует эксперимент? Контрольная группа не катается на тележке и ей не устраивают фотосессии?

[meamia.livejournal.com]

Стих порвал!

[gegmopo4.livejournal.com]

А в Южном полушарии их бы закручивало в другую сторону?

[till-j.livejournal.com]

Кстати в каком-то сугубо художественном тексте читал, что вьюнок растёт не беспорядочно, а в сторону точки опоры, вроде как "чувствует" её. На самом деле, метод проб и ошибок?

[molostoff.livejournal.com]

Мне кажется, что деревья (как и все, у которых фотогенез) стремятся к солнцу прежде всего, и даже готовы делать это против воздействия ветра, поэтому искривление направлено (как я подозреваю) в сторону большего объема освещенности, и если ветер выхолаживает или выгибает какую либо сторону дерева постоянно, то оно будет реагировать на это как на недостаток в освещенности, а не как на механическое воздействие.

Поэтому дуть феном на горшки с корешками - смысла нету, ну только если не получить повод доложить всем об этом, в праздничной, торжественной обстановке. опять же - еще раз можно белый халат одеть.

Вот тут у меня в Царицыно половина парковых 40 летних посадок березовых зимой обработалась инеем до такой степени, что кроны согнулись под тяжестью льда дугой, картина чем-то похожа на тут приведенную вассерманову аномалию. Тоже вроде бы ветер дул, но влажный. Вряд ли это генетически у них было предусмотрено в программе развития, иначе бы они выстояли.

Кстати говоря гнулись они в течение 1-2 суток (практически за ночь), а как теперь смотришь - как будто так всегда и было...