9 июля 1999

Нервные помидоры

Было время, когда тема чувств и ощущений растений пользовалась широкой популярностью в среде интеллигенции. Перед помидорами играли Моцарта и Баха, и они давали якобы несравненные урожаи, но вяли от какофонического западного попа и рока. Фантастический детектив Еремея Парнова "Третий глаз Шивы", где цветок помогает разоблачить убийцу своего хозяина, в библиотеках зачитывался до дыр.

Реальность, как всегда, оказалась гораздо прозаичнее. Существование электрических явлений в растениях уже давно не секрет для ботаников. Потрогайте лист мимозы - в нем произойдет изменение потенциала, и лист свернется. Все померяно. Но до сих пор неясно, есть ли у растений потенциал действия - механизм, с помощью которого проводятся нервные импульсы у животных.

Довольно типичным примером исследований электрофизиологии растений служит эксперимент, проведенный в 1996 году исследователями Университета Восточной Англии в Норвиче. Они установили, что, если травмировать листья помидоров, можно обнаружить всплеск электрической активности в их корнях. Значит, растения, как и животные, способны передавать сигнал на довольно большое расстояние. Самое значительное изменение потенциала англичане намерили во флоэме - сосудистой ткани, которая транспортирует синтезированные в зеленых листьях углеводы к местам их накопления про запас в корнях.

Ведущую роль в передаче нервного импульса у животных играют ионные каналы. Эти специализированые белковые комплексы пронизывают насквозь мембрану нервной клетки, и могут существовать в двух состояниях - закрытом и открытом. Когда ионный канал открыт, он пропускает внутрь клетки или наружу строго определенные ионы - например, Na⁺ или Cl^-. Открываются каналы под влиянием некоторых химических сигналов или изменения потенциала на мембране.

В ноябре прошлого года биолог Фрэнк Турано, работающий в научно-исследовательском отделе Департамента сельского хозяйства США, обнаружил два таких белка в растениях - правда, не в помидорах, а в арабидопсисе. Эта маленькая травка из семейства крестоцветных сейчас так же любима генетиками, как когда-то плодовая мушка дрозофила. Геном арабидопсиса изучен лучше, чем людого другого растения, и скромная травка даже летала в космос. Теперь Турано сообщил об открытии еще десяти арабидопсисных генов для белков, входящих в состав ионных каналов. Причем восемь из них наиболее активны именно во флоэме.

Найденные Турано растительные ионные каналы напоминают по строению два из нескольких типов ионных каналов животных - ГАМК-зависимые и глутаматзависимые. Названы они по активаторам, необходимым для их открывания, гамма-аминомасляной кислоте и глутаминовой кислоте. Часто, однако, бывает, что белок, хоть и напоминает по строению какой-нибудь другой белок, но функционирует совсем не так. Преждевременно было бы делать вывод, что обнаружены точные аналоги ионных каналов животных, и что флоэма - это "нервы" растений. Но такое предположение вполне логично. Возможно, поэтому Департамент сельского хозяйства США и фирма "Ауксеин", финансировавшая работу Турано, подали заявку, чтобы запатентовать новые гены. Как бы они ни работали, а обратить их в звонкую монету всегда будет можно.

Обратно к списку заметок