Сорняк поставил под сомнение законы генетики.
Американские биологи обнаружили растение, наследование свойств у
которого происходит иначе, чем предписывает классическая генетика.
Исследования показали, что Arabidopsis thaliana способен замещать
"ошибочный" генетический код, доставшийся от родителей, унаследованными
через поколение фрагментами генома.
Впервые механизмы наследственности были описаны в 19 веке Грегором Менделем. Он установил, что генотип потомства определяется комбинациями генов родительских особей, и выявил принципы, заставляющие проявляться тот или иной признак.
Роберт Прюитт (Robert Pruitt) и его коллеги, обнаружившие необычное явление, попробовали объяснить его с микроскопических позиций. Попытки найти хранилище "запасных" генов внутри самой ДНК успехом не увенчались: растение воспроизводило и те последовательности, которые не встречались нигде в исходной цепочке. Скорее всего, считает Прюитт, "память" о позапрошлом поколении хранится на альтернативных носителях генетической инфомации - молекулах РНК, с которых могут быть "списаны" отдельные участки ДНК.
Arabidopsis thaliana - родственное капусте сорное растение, геном которого был расшифрован первым. В 2000 году учёные смогли выписать последовательность из 115 миллионов нуклеотидов, определяющую порядка 25 тысяч генов.
Кроме того, это на первый взгляд невзрачное растение обладает рядом замечательных и интересных свойств. Благодаря своим достоинствам растение стало любимым объектом исследователей.
Растение-космонавт, растение - минер, растение-друг - какими только эпитетами не называли это удивительное растение. Arabidopsis thaliana - вид семейства Brassicaceae, родственник горчицы и капусты. Однако, в отличие от них является сорным растением.
Это растение способно к запоминанию и вычислениям. В частности, было замечено, что эта травка чётко посылает другим растениям сигналы тревоги. Но, как выяснилось, помогает она не только собратьям, но и людям.
Исследования, проведённые на резуховидке Таля, показали, что внутри растений существует механизм передачи информации о количестве и составе падающего света, чем-то похожий на нервную систему животных. Когда учёные облучали светом только один лист, во всех листьях растения начинались определённые химические реакции. Что более удивительно, растения проявляли разное химическое реагирование на различный свет (красный, синий или белый), как будто у них есть механизм извлечения информации о свойствах света. Например, определённое облучение, а затем заражение растения патогенными бактериями резко повышало сопротивляемость этим бактериям по сравнению с другим, необлучённым растением. Это свидетельствует о том, что растения обладают специфической памятью и могут, исходя из свойств света, определять наиболее опасные инфекции для текущего времени года, подстраивая под них свой иммунитет.
Арабидопсис, или резуховидка Таля может оказывать помощь в разминировании мин... Это растение известно тем, что краснеет в суровых условиях, а его генетически модифицированная версия краснеет от присутствия оксида азота, который испаряется из взрывчатых веществ. Таким образом, после распыления семян над минными полями и ожидания всхода этого растения, можно чётко определить, в каких местах находятся мины.
Резуховидка Таля имеет большое значение как объект изучения генома растений. В 2000 году был полностью расшифрован генетический код резуховидки, ставшей с тех пор образцом для понимания молекулярной биологии многих свойств растений. Учёные утверждают, что растения во время атаки способны выделять вещества, которые будут привлекать микроорганизмов-защитников. Исследователи заметили, что в строго назначенное вечернее время арабидопсис как по команде начинает выделять гормон жасминат, защищающий его от гусениц. И это время совпадает с началом ужина гусениц капустной совки.
После ряда экспериментов, создающих условия разных часовых поясов как для растений, так и для гусениц, американские учёные доказали, что арабидопсис управляет защитой против гусениц при помощи биологических часов. Гусеницы не трогали растения, выращенные в том же часовом поясе, но охотно поедали арабидопсис, выращенный в другом часовом поясе.
Растения значительно умнее, чем мы думали, у них есть способ получить помощь извне. Во время научного эксперимента листья Arabidopsis thaliana учёные заразили патогенной бактерией Pseudomonas syringae. Через несколько дней листья инфицированного растения пожелтели, и появились другие признаки болезни. Но те из инфицированных растений, на корни которых были поселены микробы Bacillus subtilis, которые являются микроорганизмами-защитниками, были полностью здоровы.
Учёные обнаружили передачу зова о помощи от листьев к корням у растений, живущих в почве, населенной микробами Bacillus. В ответ на сигнал о помощи корни растений выделяли органическую яблочную кислоту, привлекающую эти микроорганизмы. При этом эксперты подчеркивают, что практически все растения синтезируют яблочную кислоту, но только в особых условиях и для специфических целей.
Растения постоянно общаются между собой на химическом уровне. Одним из средств передачи информации между растениями служит дружественный для них вид грибов, разветвление мицелия которых подсоединяется к корневой системе растений. Таким образом, растения, подвергшиеся нападению насекомых-вредителей или птиц, незамедлительно передают информацию другим своим собратьям, имеющим с ними информационную связь посредством грибной микоризы. Благодаря таким простым и гениальным средствам подземной коммуникации растения избегают распространения опасных заболеваний. Биохимические сигналы, которые пропускают через себя сети микоризы, есть, пожалуй, не что иное, как информация в её чистом, первозданном виде. Таким образом, растения разных видов могут находить между собой общий язык, в чём и заключается секрет многообразия флоры нашей планеты и её жизнестойкости.
Реакция растений различается в зависимости от того, лучом какого цвета на них воздействовать. Более того, если такой световой сигнал уловят только отдельные листья резуховидки, то реакция на него незамедлительно последует от всего растения.
В ходе исследований выяснили, что арабидопсис реагирует на изменения климата, на потепление и его похолодание "включением" и "выключением" гена цветения. Этот опыт приспособления к изменениям климатических условий растение передаёт своим потомкам в виде генетической памяти. В 1982 году арабидопсис, или резуха Таля побывал в космосе. Он зацвёл на борту советской космической станции. Космонавт Светлана Савицкая привезла из космоса 220 семян этого растения. Вырастив три поколения "космического" арабидопсиса, учёные получили удивительные результаты. Оказалось, растения запомнили в каких условиях выращивались их предки.
Исследователи из Университета Миссури провели ряд сенсационных опытов, которые показали, что растения способны чувствовать, мыслить и даже общаться (воспринимать звуковые волны). Учёные опубликовали научный доклад, в котором говорится о том, что растения Arabidopsis воспринимают звуки, издаваемые гусеницами, поедающими листву.
По мнению учёных, услышав эти звуки, растения начинают защищаться от агрессора. Исследователи записали звуки, которые издаёт гусеница, поедая листья, после чего убрали гусеницу и воспроизвели возле растения только звуки. При этом ученые обнаружили, что Arabidopsis принялись синтезировать больше горчичного масла, предназначенного для защиты от вредителей.
Руководитель научной группы Хайди Аппель считает, что растение реагирует на вибрации. При этом усиливается производство отравляющего вещества.
Впервые механизмы наследственности были описаны в 19 веке Грегором Менделем. Он установил, что генотип потомства определяется комбинациями генов родительских особей, и выявил принципы, заставляющие проявляться тот или иной признак.
Роберт Прюитт (Robert Pruitt) и его коллеги, обнаружившие необычное явление, попробовали объяснить его с микроскопических позиций. Попытки найти хранилище "запасных" генов внутри самой ДНК успехом не увенчались: растение воспроизводило и те последовательности, которые не встречались нигде в исходной цепочке. Скорее всего, считает Прюитт, "память" о позапрошлом поколении хранится на альтернативных носителях генетической инфомации - молекулах РНК, с которых могут быть "списаны" отдельные участки ДНК.
Arabidopsis thaliana - родственное капусте сорное растение, геном которого был расшифрован первым. В 2000 году учёные смогли выписать последовательность из 115 миллионов нуклеотидов, определяющую порядка 25 тысяч генов.
Кроме того, это на первый взгляд невзрачное растение обладает рядом замечательных и интересных свойств. Благодаря своим достоинствам растение стало любимым объектом исследователей.
Растение-космонавт, растение - минер, растение-друг - какими только эпитетами не называли это удивительное растение. Arabidopsis thaliana - вид семейства Brassicaceae, родственник горчицы и капусты. Однако, в отличие от них является сорным растением.
Это растение способно к запоминанию и вычислениям. В частности, было замечено, что эта травка чётко посылает другим растениям сигналы тревоги. Но, как выяснилось, помогает она не только собратьям, но и людям.
Исследования, проведённые на резуховидке Таля, показали, что внутри растений существует механизм передачи информации о количестве и составе падающего света, чем-то похожий на нервную систему животных. Когда учёные облучали светом только один лист, во всех листьях растения начинались определённые химические реакции. Что более удивительно, растения проявляли разное химическое реагирование на различный свет (красный, синий или белый), как будто у них есть механизм извлечения информации о свойствах света. Например, определённое облучение, а затем заражение растения патогенными бактериями резко повышало сопротивляемость этим бактериям по сравнению с другим, необлучённым растением. Это свидетельствует о том, что растения обладают специфической памятью и могут, исходя из свойств света, определять наиболее опасные инфекции для текущего времени года, подстраивая под них свой иммунитет.
Арабидопсис, или резуховидка Таля может оказывать помощь в разминировании мин... Это растение известно тем, что краснеет в суровых условиях, а его генетически модифицированная версия краснеет от присутствия оксида азота, который испаряется из взрывчатых веществ. Таким образом, после распыления семян над минными полями и ожидания всхода этого растения, можно чётко определить, в каких местах находятся мины.
Резуховидка Таля имеет большое значение как объект изучения генома растений. В 2000 году был полностью расшифрован генетический код резуховидки, ставшей с тех пор образцом для понимания молекулярной биологии многих свойств растений. Учёные утверждают, что растения во время атаки способны выделять вещества, которые будут привлекать микроорганизмов-защитников. Исследователи заметили, что в строго назначенное вечернее время арабидопсис как по команде начинает выделять гормон жасминат, защищающий его от гусениц. И это время совпадает с началом ужина гусениц капустной совки.
После ряда экспериментов, создающих условия разных часовых поясов как для растений, так и для гусениц, американские учёные доказали, что арабидопсис управляет защитой против гусениц при помощи биологических часов. Гусеницы не трогали растения, выращенные в том же часовом поясе, но охотно поедали арабидопсис, выращенный в другом часовом поясе.
Растения значительно умнее, чем мы думали, у них есть способ получить помощь извне. Во время научного эксперимента листья Arabidopsis thaliana учёные заразили патогенной бактерией Pseudomonas syringae. Через несколько дней листья инфицированного растения пожелтели, и появились другие признаки болезни. Но те из инфицированных растений, на корни которых были поселены микробы Bacillus subtilis, которые являются микроорганизмами-защитниками, были полностью здоровы.
Учёные обнаружили передачу зова о помощи от листьев к корням у растений, живущих в почве, населенной микробами Bacillus. В ответ на сигнал о помощи корни растений выделяли органическую яблочную кислоту, привлекающую эти микроорганизмы. При этом эксперты подчеркивают, что практически все растения синтезируют яблочную кислоту, но только в особых условиях и для специфических целей.
Растения постоянно общаются между собой на химическом уровне. Одним из средств передачи информации между растениями служит дружественный для них вид грибов, разветвление мицелия которых подсоединяется к корневой системе растений. Таким образом, растения, подвергшиеся нападению насекомых-вредителей или птиц, незамедлительно передают информацию другим своим собратьям, имеющим с ними информационную связь посредством грибной микоризы. Благодаря таким простым и гениальным средствам подземной коммуникации растения избегают распространения опасных заболеваний. Биохимические сигналы, которые пропускают через себя сети микоризы, есть, пожалуй, не что иное, как информация в её чистом, первозданном виде. Таким образом, растения разных видов могут находить между собой общий язык, в чём и заключается секрет многообразия флоры нашей планеты и её жизнестойкости.
Реакция растений различается в зависимости от того, лучом какого цвета на них воздействовать. Более того, если такой световой сигнал уловят только отдельные листья резуховидки, то реакция на него незамедлительно последует от всего растения.
В ходе исследований выяснили, что арабидопсис реагирует на изменения климата, на потепление и его похолодание "включением" и "выключением" гена цветения. Этот опыт приспособления к изменениям климатических условий растение передаёт своим потомкам в виде генетической памяти. В 1982 году арабидопсис, или резуха Таля побывал в космосе. Он зацвёл на борту советской космической станции. Космонавт Светлана Савицкая привезла из космоса 220 семян этого растения. Вырастив три поколения "космического" арабидопсиса, учёные получили удивительные результаты. Оказалось, растения запомнили в каких условиях выращивались их предки.
Исследователи из Университета Миссури провели ряд сенсационных опытов, которые показали, что растения способны чувствовать, мыслить и даже общаться (воспринимать звуковые волны). Учёные опубликовали научный доклад, в котором говорится о том, что растения Arabidopsis воспринимают звуки, издаваемые гусеницами, поедающими листву.
По мнению учёных, услышав эти звуки, растения начинают защищаться от агрессора. Исследователи записали звуки, которые издаёт гусеница, поедая листья, после чего убрали гусеницу и воспроизвели возле растения только звуки. При этом ученые обнаружили, что Arabidopsis принялись синтезировать больше горчичного масла, предназначенного для защиты от вредителей.
Руководитель научной группы Хайди Аппель считает, что растение реагирует на вибрации. При этом усиливается производство отравляющего вещества.
Растения имеют врождённую способность проводить математические расчёты,
которые помогают им регулировать запасы питательных веществ ночью.
К такому выводу пришли британские учёные: "Математические модели свидетельствуют о том, что количество крахмала,
потреблённого за ночь, рассчитывается с помощью операций деления с
вовлечением в процесс химических веществ, имеющихся в листьях", -
сообщает команда Центра Джона Иннеса в журнале e-Life.
Учёные говорят, что были поражены, когда обнаружили в биологии примеры сложных арифметических вычислений.
Сообщается также, что учёные изучали цветочное растение Arabidopsis, которое часто служит объектом опытов над флорой.
Ботаники из института Небраски установили
механизмы, благодаря которым растения запоминают пережитое высушивание и
становятся более устойчивыми к нему.
Исследователи использовали в своей работе классический модельный организм - Arabidopsis thaliana. Чтобы определить устойчивость растения к засухе, они извлекали его из почвы и высушивали на воздухе, а затем снова насыщали влагой. Периодически отбирая пробы листьев, ботаники наблюдали, как Arabidopsis теряет влагу. Оказалось, что растения, подвергшиеся стрессу во второй, третий и четвёртый раз с каждым разом сохраняют воду всё лучше.
Для того, чтобы установить, как растения запоминают пережитой стресс, биологи решили изучить гены, которые становятся активны только во время высушивания. Оказалось, что среди таких генов по крайней мере два - RD29B и RAB18 становятся «натренированными» из-за пережитого стресса. Их активность во время насыщения влагой падает до исходного состояния, но если высушивание повторяется, они включаются гораздо быстрее, чем в первый раз.
Исследователи выяснили, что такая готовность включиться, которая появляется у натренированных генов, объясняется двумя механизмами. Во-первых, поблизости скапливается активный фермент-включатель - РНК-полимераза, готовая сразу же начать работать, если вновь наступит стресс. Во-вторых, активная работа этих генов во время высушивания оставляет метки на поверхности нуклеосом - структур, на которые намотана ДНК. Гены на таких нуклеосомах работают активнее.
Память растений оказалась недолгой. Исчезает она всего через семь дней, о её наследовании речи не идёт. Однако механизмы такой памяти, включающие модификацию нуклеосом, всё чаще обнаруживаются у разных организмов. Некоторые из них такую память могут передавать по наследству. Подобная наследственность называется эпигенетической, то есть существующей «поверх» генетической, которая хранится в ДНК.
Исследователи использовали в своей работе классический модельный организм - Arabidopsis thaliana. Чтобы определить устойчивость растения к засухе, они извлекали его из почвы и высушивали на воздухе, а затем снова насыщали влагой. Периодически отбирая пробы листьев, ботаники наблюдали, как Arabidopsis теряет влагу. Оказалось, что растения, подвергшиеся стрессу во второй, третий и четвёртый раз с каждым разом сохраняют воду всё лучше.
Для того, чтобы установить, как растения запоминают пережитой стресс, биологи решили изучить гены, которые становятся активны только во время высушивания. Оказалось, что среди таких генов по крайней мере два - RD29B и RAB18 становятся «натренированными» из-за пережитого стресса. Их активность во время насыщения влагой падает до исходного состояния, но если высушивание повторяется, они включаются гораздо быстрее, чем в первый раз.
Исследователи выяснили, что такая готовность включиться, которая появляется у натренированных генов, объясняется двумя механизмами. Во-первых, поблизости скапливается активный фермент-включатель - РНК-полимераза, готовая сразу же начать работать, если вновь наступит стресс. Во-вторых, активная работа этих генов во время высушивания оставляет метки на поверхности нуклеосом - структур, на которые намотана ДНК. Гены на таких нуклеосомах работают активнее.
Память растений оказалась недолгой. Исчезает она всего через семь дней, о её наследовании речи не идёт. Однако механизмы такой памяти, включающие модификацию нуклеосом, всё чаще обнаруживаются у разных организмов. Некоторые из них такую память могут передавать по наследству. Подобная наследственность называется эпигенетической, то есть существующей «поверх» генетической, которая хранится в ДНК.
Комментариев нет:
Отправить комментарий