С помощью запахов растения взаимодействуют друг с другом и с другими организмами. Исследователи определили, как меняется коммуникация томатов в зависимости от того, находятся они в состоянии угрозы или в благоприятной среде.
Ученые внимательно исследуют механизмы, посредством которых растения передают информацию. В опубликованных научных трудах указано, что папоротники используют эти механизмы для изменения пола общаются с помощью феромонов, а грибы после дождя посылают друг другу электрические сигналы . Запах свежескошенной травы является результатом травматических реакций, а если лист растения поврежден гусеницей, то он способен подавать специальные сигналы, чтобы привлечь хищное насекомое. Кроме того, как уже отмечалось ранее, растения могут буквально издавать звуки, в принципе, и теоретически, можно «общаться» с их помощью, хотя достоверность этих сигналов пока не подтверждена).
В новой научной статье, которую опубликовал Journal of Chemical Ecology, в ходе исследования, проведенного учеными из университета Иллинойса (США), было установлено, что коммуникация помидоров меняется в зависимости от внешних факторов. Анализ показал, что кусты по-разному реагируют на благоприятные и неблагоприятные условия, а также на одновременное воздействие нескольких стимулов.
Помидоры, подобно другим растениям, обмениваются информацией с окружающей средой посредством летучих органических соединений (ЛОС). Эти вещества выделяются в ответ на различные внешние факторы, и их объем определяется как типом воздействия, так и сортовыми особенностями. В рамках исследования были задействованы гибриды Mountain Fresh и Valley Girl, а также органические сорта Amish Paste и Cherokee Purple, которые пользуются популярностью среди садоводов центрального Иллинойса.
Для стимуляции внешних воздействий применялись гусеницы-вредители и арбускулярные микоризные грибы (AMF) — микроорганизмы, образующие симбиотические отношения с большинством растений и способствующие усвоению питательных веществ из почвы в обмен на углерод. Исследователи проанализировали сигналы, испускаемые обработанными и необработанными кустами помидоров, и сравнили их. Восьминедельные растения помещали на один час в пакеты, предотвращающие выход запаха. Затем, с помощью газовой хроматографии – массовой спектрофотометрии, исследователи очистили воздух вокруг кустов и определили состав выделяемых химических веществ.
По отдельности применение AMF и гусениц позволило сократить выбросы летучих органических соединений в каждом из четырех сортов помидоров, однако их одновременное использование привело к незначительному эффекту. Гибридные сорта помидоров в целом демонстрировали меньшую эмиссию летучих органических соединений по сравнению с сортами-антиквариатом. Это вызвало обеспокоенность у исследователей: селекционные методы, способствующие интенсификации производства овощей, могут представлять угрозу для здоровья растений.
Реакция помидоров на гусениц также вызвала у исследователей вопросы. Эти насекомые обычно наносят вред растениям, однако кусты, подвергшиеся их воздействию, оказались выше остальных. Ученые предполагают, что численности гусениц могло быть недостаточно для серьезного ущерба, либо насекомые не причинили значительного вреда из-за недостатка пищи. Также возможно, что повреждения, нанесенные гусеницами, послужили стимулом для восстановления и укрепления растений:
«Согласно предположению Эрин Дэди, автора исследования, гусеницы могли спровоцировать реакцию роста, аналогичную тому, как обрезка стимулирует более сильный рост дерева. На AMF помидоры отреагировали ожидаемо.
Кусты, находящиеся в симбиозе с этими микроорганизмами, демонстрировали большую биомассу и более разветвленную корневую систему по сравнению с растениями, растущими без подобного взаимодействия. Ученые планируют дальнейшие исследования, направленные на выявление механизмов, которые приводят к появлению гусениц на кустах помидоров. Специалисты отмечают, что изучение подобных реакций позволит получить новые сведения о здоровье растений, расширит возможности для их понимания и более эффективного воздействия на окружающую среду.