У деревьев нашли способность "передавать знания" по наследству

Швейцарские ученые выяснили, что деревья и вообще все растения не только могут адаптироваться к новым условиям среды, но и умеют передавать знания о таких изменениях следующим поколениям. Описание работы исследователи опубликовали в научном журнале Plant, Cell & Environment, кратко об этом пишет пресс-служба Швейцарского федерального научно-исследовательского института леса, снега и ландшафта (WSL).

Обычно растения реагируют определенным образом на внешние условия – как благоприятные, так и неблагоприятные. В частности, в ответ на засуху они укрепляют корневую систему, а в годы с достаточным количеством воды наращивают количество листьев или хвои. Долгое время ученые считали, что деревья не передают индивидуальный "жизненный опыт" от поколения к поколению. В WSL, однако, установили, что деревья обладают механизмом "передачи знаний" через небольшие молекулы, известные как метильные группы.

Тем не менее, ученые во главе с Арун Бозе из WSL выяснили, что на самом деле это не так. Передавать опыт потомству деревьям помогает процесс изменения ДНК, известный как метилирование. Во время него к одной из составляющих ДНК – цитозину – присоединяется метильная группа.

В своих изысканиях ученые в первую очередь опирались на наблюдения за развитием деревьев, нежели на молекулярные исследования. Эксперимент занял много лет. С 2003 года в течение 10 лет специалисты орошали отдельные участки одного из особенно сухих сосновых массивов в кантоне Вале (Швейцария). Они собирали урожай сосновых шишек с разных участков, как обычных, так и орошаемых.

Выращенные из этих шишек молодые деревья по-разному приспосабливались к внешним условиям. С засухой лучше справлялись те, родители которых все время росли в условиях постоянной нехватки влаги: они быстрее наращивали корневую систему. В благоприятных же условиях, с обилием осадков, лучше растут, как оказалось, молодые деревья, предыдущее поколение которых не испытывало нехватки воды.

"Это первое доказательство того, что деревья-родители передают информацию об окружающей среде своим отпрыскам, помогая им таким образом лучше справляться с условиями, в которых они живут, – рассказал один из авторов работы Артур Гесслер. – С самого начала своего существования молодое растение подготовлено к возможным жизненным ситуациям".

Тренировка на выносливость

По словам Гесслера, метилирование ДНК, с помощью которого растения передают потомкам свой опыт, похоже на тренировку генома. Он отметил, что, хотя генетический потенциал у всех деревьев в лесу Вале одинаковый, тем не менее благодаря метилированию они узнают, какие гены повышают шансы на выживание и должны быть поэтому в полной мере задействованы с самого начала процесса роста.

Тем не менее, у акклиматизации деревьев все же есть пределы. В экстремально жаркое и засушливое лето 2018 года многие молодые растения в Вале погибли, независимо от того, в каких условиях жили их родители. Таким образом, если потепление климата будет происходить очень быстро, то процесс метилирования не спасет сосновые леса Вале от гибели, констатировали специалисты.