Учёные обнаружили, что растения выделяют химические вещества, которые могут отравлять воздух

В не самом удачном фильме “Явление” 2008 года растения восстали против человечества, выделяя невидимые нейротоксины, которые доводили людей до смерти. Это был научно-фантастический хоррор, но сама идея о том, что растения могут химически формировать окружающий их мир, не является вымыслом. Выделяя химические вещества, растения могут защищаться от насекомых, но загрязнять воздух.

• На Гавайях запускают армию комаров с дронов, и вы ни за что не догадаетесь зачем

Детали

Учёные из Университета штата Мичиган раскрыли 40-летнюю тайну изопрена — природного химического соединения, которое выделяют некоторые растения для отпугивания голодных насекомых. Но есть нюанс: хотя оно защищает растение, изопрен может загрязнять воздух.

Изопрен — это бесцветный летучий углеводород, простое органическое соединение, состоящее из пяти атомов углерода и восьми атомов водорода (C₅H₈).

Он природным образом выделяется некоторыми растениями, особенно в жаркую погоду, и является одним из самых распространённых углеводородов, выбрасываемых в атмосферу, уступая лишь метану.

В отличие от ароматных терпенов, запах которых можно ощутить в сосновых лесах, изопрен не имеет запаха, но обладает высокой реактивностью. После высвобождения он взаимодействует с солнечным светом и оксидами азота из выхлопных газов автомобилей и промышленных выбросов, способствуя образованию озона, аэрозолей и других загрязняющих веществ, ухудшающих качество воздуха.

До сих пор учёные не были полностью уверены, зачем некоторым растениям вообще необходимо вырабатывать изопрен, особенно потому, что он, похоже, не помогает им расти. Но новое исследование показывает, что ответ заключается в защите не только от теплового стресса, но и от голодных насекомых.

В контролируемых тепличных экспериментах исследователи вырастили два типа табака — один был генетически модифицирован для выделения изопрена, другой остался неизменённым. Когда белокрылки вторглись, они заполонили растения, которые не выделяли изопрен, избегая ГМО-растений.

Дальнейшие тесты с использованием рогатых гусениц подтвердили закономерность. Гусеницы, которые питались листьями с высоким содержанием изопрена, становились меньше и слабее, чем те, что этого не делали. Но вредило им не само соединение. Вместо этого химикат вызывал всплеск жасмоновой кислоты — защитного гормона, который нарушает способность насекомых переваривать белок. Защита исходила не от самого изопрена, а от тех изменений, которые он вызвал в растении.

Ещё один сюрприз преподнесла соя. Долгое время считалось, что соя утратила способность производить изопрен в ходе эволюции, однако оказалось, что она выделяет его небольшими вспышками при повреждении листьев. Открытие свидетельствует о том, что у сои всё ещё есть ген, отвечающий за синтез изопрена, который активируется только в состоянии стресса.

Исследователи утверждают, что это открытие может изменить подходы к защите урожая. Но у этого плюса есть и минус. Изопрен — это углеводород, способный усиливать загрязнение воздуха, особенно в регионах, где его качество и так оставляет желать лучшего. Если больше сельскохозяйственных культур будет генетически модифицировано для выделения изопрена, это может навредить атмосфере. Выводы также вызывают беспокойство по поводу того, как соя может способствовать загрязнению воздуха.

Читайте также, учёные обнаружили, что рыба страшно мучается во время вылова.