Это растение прядет свою шерстяную шерсть

Альпийское растение выбрасывает вещество из отверстий в своих клеточных стенках.

Отредактировано 2023-07-08
Dionysia tapetodes альпийское растение семейства примул с желтыми цветами производит свое собственное вещество похожее на шерсть Dionysia tapetodes, альпийское растение семейства примул с желтыми цветами, производит свое собственное вещество, похожее на шерсть.

Дионисия тапетодес, вечнозеленое альпийское растение с яркими желтыми цветами весной, обычно живет в суровых горных условиях. В отличие от обычного комнатного растения, листья у этого растения маленькие и толстые, они растут близко друг к другу и имеют округлую, куполообразную форму. По словам Раймонда Уайтмана, биолога растений из Кембриджского университета, этот вид также выглядит немного пушистым, потому что он делает нечто весьма необычное: с помощью специализированных волосковых клеток растение выращивает вещество, похожее на шерсть, которое вытягивается в длинные пряди, тянущиеся по листьям растения "как паутина", - говорит Уайтман.

В новом исследовании, опубликованном в журнале BMC Plant Biology в соавторстве с Уайтманом, группа исследователей изучила, из чего состоит эта "шерсть" и как растение ее производит.

Исследователи использовали образцы растений из Ботанического сада Кембриджского университета, которые были собраны профессором Бристольского университета около 1970 года из естественного ареала обитания этого вида, простирающегося от границы Туркменистана до горных районов Ирана и Афганистана. Используя криосканирующий электронный микроскоп, исследователи заморозили несколько листьев и вскрыли их, что позволило им увидеть волосяные клетки, которые производят шерстяные нити.

Для определения химического состава шерстяных нитей команда использовала рамановский микроскоп, который пропускает лазер через линзу, создавая цветовой спектр, который можно проанализировать, чтобы определить, какие молекулы там находятся. Они идентифицировали вещество под названием "флавон" и два родственных химических вещества. Используя другой электронный микроскоп, исследователи смогли еще более тонко разделить листья.

"И тогда мы впервые увидели отверстия", - говорит Уайтман.

С помощью электронного микроскопа они смогли увидеть небольшие отверстия в стенках клеток примерно той же ширины, что и шерстистые волокна, а воскообразное вещество снаружи клеточной стенки служило уплотнением, не позволяющим содержимому клетки вытекать наружу. По-видимому, растения готовили шерстяные волокна внутри волосяных клеток, которые затем выходили наружу через эти отверстия в клеточной стенке.

По словам Уайтмана, дыры были удивительны, потому что отверстия в клеточной мембране растений обычно приводят к катастрофическим последствиям: "Вы проделываете дыры в клеточных стенках, и они лопаются".

Поскольку электронные микроскопы могут рассматривать только образец, зафиксированный во времени, команда не смогла увидеть пробивание отверстий в действии. Исследователи рассматривают будущие проекты, которые могут позволить лучше рассмотреть, как создается шерсть. "Мы еще не видели ничего подобного в биологии", - говорит Уайтман.

[Подробнее: Одно из самых изученных растений в мире может вырастить дополнительный орган]

Что касается того, почему Dionisia tapetodes производит шерсть? Это до сих пор остается загадкой. "Если подумать об ограниченных ресурсах горных растений" - например, они часто не получают много воды, им приходится довольствоваться бедной питательными веществами почвой и повышенным воздействием ультрафиолета, - "это требует больших усилий, чтобы сделать такую шерсть", - говорит Уайтман. Исследователи предполагают, что она может служить своего рода солнцезащитным кремом, защищающим растения от высотных лучей, поскольку родственное растение, не производящее шерсть, летом легче высыхает.

"Я думаю, что растения - лучшие химики и всегда будут ими", - говорит Уайтман. "И они будут продолжать удивлять нас".