植物は驚くべきことをすることができます。地球上のほぼすべての生命を可能にするために太陽から酸素を生成する光合成の驚異だけでは不十分であるかのように、人々はいくつかの驚くべきプロジェクトで植物と協力してきました。
科学者が教えてきたほうれん草電子メールを送信するため。生成された電気低木から。彼らがどのように教えているかを発見しました子孫気候変動に適応するために。
しかし、人間が植物に対して行っていることの中には、植物の力を制限しているものもあることが、トマトに関する新たな研究で明らかになった。
イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の研究者らは、有益な土壌微生物や毛虫などの「友人」と「敵」がトマトを訪れたときに何が起こるかを調査した。彼らの研究結果は、世界で最もおいしい種のひとつであるこの種のコミュニケーション スタイルをさらに深く掘り下げてくれます。
エスター・ングンビ氏は同大学の統合生物学助教授であり、最近の著書の共著者である。勉強、「植物化学の福音」について福音主義的です。
「植物は知性がないと思われがちですが、私たちの研究では植物が化学を利用して周囲の環境に積極的に反応していることがわかっています」と彼女は言う。
植物はどのようにコミュニケーションをとっているのでしょうか？
ングンビ氏は、植物化学は植物がコミュニケーションに使用する言語であると付け加えた。それは揮発性有機化合物 (VOC) の形をとって生成され、外界に影響を与えます。
VOC は次の方法で送り出すことができます。植物さまざまな理由で - 怪我の兆候など。防御の準備をしたり、環境内の脅威についてお互いに警告したりします。場合によっては、人間もこれらの信号を感知することができます。たとえば、刈り取った草の匂いを嗅ぎ取るなどです。
これらの化学メッセージは、アーバスキュラー菌根菌など、植物の成長を助ける有益な土壌微生物をリクルートするためにも使用できます。菌類(AMF)。または、葉をかじっている害虫がいなくなってほしいと捕食昆虫に伝えることもできます。
「毛虫が葉を噛むと、植物は毛虫の天敵に呼びかける信号を送ります。それは昼食の場所を知らせる看板のようなものです」と、この研究のもう一人の共著者であるエリン・ダディ氏は研究チームに説明した。カール R. ウーズ ゲノム生物学研究所 (IGB)。
植物は危険から逃げることができないため、この種の化学闘争は植物に生き残る最大のチャンスを与えます。また、VOC 排出に影響を与える要因を理解することは、VOC 排出を支援するのに役立ちます。
家宝 vs 雑種: トマトは何を教えてくれるのでしょうか?
土壌微生物がどのように活動するかを調べる研究に基づいて、毛虫VOC に影響を与える可能性があるため、研究者らは敵と味方の両方の集団的な影響を調べたいと考えていました。
研究分野を広げるために、彼らは工業的に成長した分野を超えて目を向けましたトマトイリノイ州の小規模農家で一般的に栽培されている 4 つの異なる品種をテストするためです。これに基づいて、マウンテン フレッシュとバレー ガールという 2 つのハイブリッド品種と、アーミッシュ ペーストとチェロキー パープルという 2 つのオーガニック家宝が選ばれました。
これら 4 つの品種について、研究者らは、放置した植物の反応と、AMF、毛虫、またはその両方に曝露した植物の反応を比較しました。生後8週間の植物を臭気遮断オーブンバッグに1時間入れて、放出するVOCを捕捉した。次に、この空気のさまざまな化学成分が分析されました。
結果は…少々混乱を招くものでした。個別に追加された AMF とキャタピラは、4 種類すべての植物からの揮発性物質の排出を減少させました。そして、両方が存在する場合でも、排出量はあまり変化しませんでした。なぜ有益な菌類がVOCを減少させたのか、そしてなぜ植物がむしゃむしゃ毛虫に反応しなくなったのかは完全には明らかではありません。
しかし、重要な発見の 1 つは、ハイブリッド トマトが近隣の家宝に比べて VOC の放出量が少ないことです。
「家宝のトマト、つまり私たちみんなが大好きな大きくてジューシーなトマトは、風味を求めて品種改良されています。一方、雑種は大規模な従来の生産のために栽培されており、植物にとってはコストがかかります」とングンビ氏は言う。
「私たちの研究は、私たちが育種過程を通じて植物の防御を損なっていることを示唆しています。」
なぜ毛虫に噛まれた植物はより多く成長したのでしょうか？
トマトの検査ではもう一つ不可解な結果が得られ、研究者らは新たな調査に進むことになった。
彼らはまた、地上と地下での植物の成長を測定しました。土壌。当然のことながら、菌類と関連がある植物はより多くの葉とより複雑な根構造を発達させました。菌類がいかに驚くべき協力的な能力を発揮できるかがさらに証明されました。
「AMFは陸上植物の80パーセント以上と提携し、菌類が土壌から栄養素を抽出する代わりに、取引を開始している。炭素「特にチェロキーパープルでは、AMF が成長の促進や VOC の排出量の増加など、追加の利点をもたらす可能性があることがわかりました。」とダディは説明します。
しかし、毛虫で処理した植物もより成長しました。
「これらの植物は、根と地上の両方でより多くの生物量を持っていましたが、活発に食べられてきたため、これは直感に反するように思えます。私は、それらの植物の生物量は少ないと思います」とダディ氏は大学のサイトに語った。
「毛虫が、木を剪定して新たな成長を促すのと同じように、成長反応を引き起こした可能性があります。」ングンビ氏はまた、次のように推測した。植物毛虫の数に悩まされずに成長し続けた可能性があります。あるいは、毛虫が実際にダメージを与えるほどお腹が空いていなかったのかもしれません。
「私たちがまだ理解していない舞台裏で多くのことが起こっています」とダディ氏は付け加え、研究者が理解できる会話の手がかりはさらにたくさんあると付け加えた。
