Растения сои могут передавать своим потомкам “память” о стрессах, например, нападении насекомых или засухе, без изменения ДНК. К такому выводу пришли ученые из Системного отделения сельского хозяйства Университета Арканзаса. Результаты исследования опубликованы в журнале Plant-Environment Interactions (PEI).
Исследователи называют это явление трансгенерационной пластичностью. В отличие от генетических мутаций, эпигенетические изменения не меняют последовательность ДНК, а лишь то, как организм считывает ее, позволяя растениям адаптироваться к стрессовым условиям.
В течение двух лет ученые изучали, как гусеницы соевой пяденицы и кукурузной совки воздействуют на растения и как эти стрессовые реакции передаются следующему поколению. Оказалось, что у потомства сои, подвергшейся стрессу, в семенах повышалось содержание азота и белка.
Когда растения быстро и полноценно превращают азот в белки, простые насекомые теряют к ним интерес — их пищеварение не справляется со сложными молекулами. Однако такой эффект не работает против всех вредителей. Повышенное содержание азота также помогает растениям “запасать” строительный материал, подготавливаясь к потенциальным угрозам.
У растений с унаследованным стрессом также произошло уплотнение трихом — волосковидных структур, защищающих от вредителей. Однако усиленная защита имела свои издержки: рост и урожайность у потомков снижались, на кустиках сои увеличивалась доля пустых стручков. Кроме того, количество трихом уменьшалось с возрастом, что подтверждало кратковременность усиленной защиты.
Отдельные эксперименты также показали, что насекомых меньше привлекали растения, предшественники которых подверглись засухе: гусеницы чаще предпочитали изначально здоровые кустики.
Ранее ученые обнаружили неожиданного предка картофеля.