Информационный цикл клетки

Каким образом растения обмениваются информацией, можно ли ее «прочитать» и стать их собеседниками?
Фото Наталии Преображенской (НГ-фото)

– Со школьных лет нас учили: сигнальные системы присущи только животным. Растения, если опираться на эти постулаты, «общаться» и «чувствовать» не могут...

═

– Давно стало очевидно, что это не так. Ни для биологов, занимающихся изучением жизни растений, ни для простых садоводов-любителей не было откровением то, что растения живут куда более насыщенной и разнообразной жизнью, чем было принято думать. Материнское дерево, будто переживая стресс, заболевает, когда гибнут пересаженные от него молодые деревца. Ствол куста сирени, словно спасая себя, разворачивается на 180 градусов, когда на нем делают надруб и ставят свежей раной к другому больному растению. Если лишить его такой возможности, дерево погибает, если «разрешить» двигаться – выздоравливает.

Растения «предупреждают» друг друга о приближающейся опасности, дают друг другу «советы» и могут облегчать боль своему хозяину. Уже стали общеизвестными истории о том, как они расцветают от доброго, ласкового отношения человека и как погибают – от холодного и равнодушного.

Однако многие годы ответа на вопрос, каким же образом работают все эти механизмы, не существовало. Ученые лишь разводили руками и пожимали плечами. Но в результате многолетней кропотливой работы российским биологам удалось совершить здесь прорыв. В растительной клетке открыто семь сигнальных систем, которые снабжают ее информацией об окружающем мире.

═

– Как все это происходит?

═

– Поверхность клетки усеяна чуткими антеннами – рецепторами. Они воспринимают внешнее событие, посылают внутрь сигнальную молекулу. Этот сигнал порождает цепочку химических реакций, которые несут информацию в ядро. Там гены «читают» сообщение и дают команду перестроиться и защищаться. Клетка перестраивается. Вот в сильно упрощенном виде и весь информационный цикл клетки.

═

– А как клетка перестраивается?

═

– Как и мы: соответственно переменам в окружающей среде изменяется обмен веществ. Например, у нас при похолодании усиливаются метаболические процессы, связанные с выделением тепла. Но животное в ситуации приближающейся опасности способно убежать, сменить место обитания. Для растения же единственный способ выжить – изменить не окружающую среду, а себя.

═

– Значит, если я, например, срезаю розу, то она на весь сад «кричит» о своей боли?

═

– Именно так. В экстремальных случаях, например при нападении новой расы грибов или приближении хищника, растения «зашкаливает» от информационного бума. Этот процесс вызывает в растении сильнейший стресс. В результате начинаются мощные химические перестройки, вырабатывается новая система иммунной защиты. Если этого не происходит, растение погибает.

═

– Как работают сигнальные системы растений: все сразу или по очереди?

═

– Казалось бы, удобнее, если бы каждая система имела свою «специализацию» и срабатывала в зависимости от типа опасности. Скажем, одна кричала бы о вредителе, другая – о хищнике, третья – о вирусе┘ Но в реальности все иначе. В любом организме, и в человеческом тоже, все системы и органы взаимосвязаны и работают сообща. Так и сигнальные системы растений объединены в общую информационную сеть. Она похожа на паутину. Когда информация о возможной опасности передается клетке растения, то она начинает изо всех сил сигналить ближайшим клеткам, как бы дергать за нити паутины. По радиальным линиям, идущим к ядру, сигнальные системы передают сообщение генам, по поперечным – друг другу. «Ответ» получается суммарным. Такой защитный механизм природа вырабатывала тысячелетиями. Видимо, надежнее и «дешевле» при малейшем признаке угрозы отвечать сразу залпом защитных средств. Какое-нибудь из них сработает наверняка.

═

– А можем ли мы научиться «разговаривать» с растениями?

═

– В руководимой мною лаборатории Института биохимии имени Баха в Москве созданы препараты, при обычном опрыскивании способные включить защитные сигнальные системы растений. Их устойчивость к болезням после этого существенно повышается. И это без всяких ядохимикатов. Таким образом, мы как бы находим общий язык с собратьями по планете, пытаемся помочь их выживанию. Изучение сигнальных систем растений демонстрирует нам страница за страницей, их своеобразный словарь.

═

– Но зачем это нужно – осваивать сложный, абсолютно не похожий на наш «язык» растений?

═

– Прикладное значение такого рода работы огромно. Прежде всего это возможность лечения многих ранее неизлечимых недугов. Например, такой страшный диагноз, как бронхиальная астма, вскоре перестанет быть приговором на долгие годы. Ученые на пороге получения растительных препаратов, способных прекратить сокращение бронхов, в результате которого человек начинает задыхаться. То же – диабет, который, надеюсь, будет побежден в ближайшие десятилетия. Или взять атеросклероз сосудов, лидер в печальном списке причин смерти. Наш организм сам вырабатывает соединение, препятствующее образованию атеросклеротических бляшек, – простоциклин. Но с возрастом его вырабатывается все меньше. Создан аналог простоциклина, который уже успешно применяется при лечении целого ряда болезней. Думаю, это лишь начало «сотрудничества» с растениями. Ведь природных соединений, способных помочь человеку, огромное множество.