Растения защищаются от жары электричеством

Электрические изменения в растительных клетках поддерживают фотосинтез, эффективность которого уменьшается при повышении температуры.

Исследователи из Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского пишут в своей статье в Frontiers in Physiology, что сопротивляться жаре растениям помогают электрические потенциалы, возникающие у них в листьях при повышении температуры. 

Сразу скажем, что удивляться растительному электричеству слишком сильно не стоит: электрические явления в живых клетках возникают благодаря перегруппировке положительных и отрицательных ионов по обе стороны клеточной мембраны, и происходит это и в клетках животных, и в клетках растений. Сами электрические явления притом бывают довольно разными, в зависимости от того, какие ионы перегруппировываются, какие рецепторы на мембранах работают, и как меняются электрические характеристики клеток, так что здесь часто говорят о локальных электрических реакциях в целом. 

Известно, что подобные электрические реакции возникают у растений в ответ на самые разные раздражители, от механических до температурных, однако в предыдущих подобных экспериментах речь шла о довольно высоких температурах – около 50 °С и выше. На самом же деле, как говорится в статье в Frontiers in Physiology, клетки листьев электрически реагируют уже даже при 30 °С; а при дальнейшем повышении температуры до 40 °С и 45 °С появляются добавочные электрические реакции. Причем «электроизменения» в клетках листьев явно помогают приспособиться растениям к высокой температуре. Известно, что фотосинтез не любит жару – его эффективность тем меньше, чем жарче вокруг (это легко определить по количеству углекислого газа, поглощаемого растениями). Ранее было замечено, что электрические изменения в растительных клетках как-то связаны с устойчивостью фотосинтетических реакций к нагреву. Теперь же удалось ясно показать, что это происходит действительно благодаря электрическим реакциям.

Исследователи сравнивали разные параметры электрических изменений, такие, как частота и амплитуда, и оказалось, что чем выше амплитуда и чем чаще возникают электрические скачки, и чем раньше они начинаются, тем лучше обстоят дела с фотосинтезом при повышении температуре.

Важно, что «электрическая защита» срабатывает, как было сказано выше, даже при умеренной жаре (т. е. даже около 30 °С), и хотя эксперименты ставили на горохе, можно предположить, что электрические реакции в ответ на повышение температуры есть и у других растений. И здесь можно подумать о том, как стимулировать такой механизм защиты у сельскохозяйственных культур, чтобы их продуктивность не уменьшилась в случае климатических неприятностей.

Исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда.