Растения каждый день выполняют арифметические вычисления
Чтобы продержаться в отсутствии солнечного света, растения всю ночь выполняют операции деления. Это помогает им оптимально рассчитать потребление крахмала до рассвета, сообщает The Telegraph. Растения подсчитывают свои запасы и делят полученное число на количество часов до восхода солнца .
Это открытие впервые показывает способность растений выполнять сложные арифметические операции, утверждают ученые. Крахмал они вырабатывают из двуокиси углерода и света в течении дня – это запас энергии на ночь. Если его запасы подойдут к концу до начала нового дня, растения начнут «умирать с голода», перестанут расти и даже после появления солнца на небосводе им понадобится несколько часов, чтобы восстановиться.
Открытие было сделано в Центре Джона Иннеса (Норвич, Великобритания), на материале резуховидки (Arabidopsis), небольшого травянистого растения семейства капустных. «Расчеты настолько точные, что растения не просто избегают голодной смерти, но используют свою пищу максимально эффективно. Если запасы крахмала расходуются слишком быстро, растения пострадают от голода и перестанут расти, если слишком медленно – часть крахмала просто пропадёт», - рассказывает профессор Элисон Смит (Alison Smith), биолог, специалист по метаболизму, соавтор исследования.
Ученые давно поняли, что у растений имеется некоторый механизм, рассчитывающий потребления крахмала, но не имели никакого представления о его работе.
Даже когда исследователи неожиданно меняли условия среды, чтобы ночь наступила раньше или позже, растения замедляли или ускоряли скорость потребления. То есть, они способны производить новые вычисления, на основе внутренних часов, объясняет профессор Смит. Ученые не оставляли попыток обмануть резуховидку – и включали «окна» солнечного света в середине ночи. Но растения, опять же, перестраивали свое потребление – то есть, баланс крахмала рассчитывается каждую ночь заново.
Ученые предположили, что информация о запасах крахмала и времени до рассвета хранится молекулами двух типов – К и В. «Молекулы К следят за объемом крахмала, молекулы В – за тем, сколько часов осталось до зари. Чем ближе к рассвету, тем меньше молекул обоих типов остается», - рассказывает профессор Смит. Если поделить количество молекул К на количество молекул В, то и получится удобрение максимально эффективного потребления.
Аналогичные расчеты могут использоваться другими видами, известными своей способностью с удивительной точностью рассчитывать запасы во время «поста». Кулики-воробьи, перелетные птицы, прилетают в Арктику после полета протяженностью в 5000 километров, и жира у них остается столь мало, что, если бы им пришлось лететь еще, они продержались бы лишь четырнадцать часов. Также, во время высиживания яиц уровень жира в организме императорских пингвинов падает до критически низкой точки как раз тогда, когда их партнер возвращается.
Данные исследования опубликованы в журнале eLife.
Артём Космарский nauka21vek.ru