Научный взгляд: удивительное свойство мимозы

Мимоза стыдливая Mimosa pudica – многолетнее травянистое растение, вид растений из рода Мимоза семейства Бобовые. Мимоза обладает особым свойством: специализированные клетки могут закрывать, а затем открывать листочки – снова и снова.

Двоякоперистые листочки растения мимозы, при прикосновении к ним, складываются. Позже они расслабляются и разворачиваются. Если к листу прикоснуться во второй раз, листочки снова складываются. Ученые выяснили, как мимоза управляет этим движением.

Листья мимозы складываются благодаря крошечным суставчатым утолщениям специализированных клеток, называемых пульвинусами. Особые изгибы этих утолщений ускоряют складывание.

В ходе исследований удалось установить базовую химию, которая управляет этим процессом. На листьях растения находятся рецепторы, чувствительные к давлению. В случае если происходит прикосновение к листу мимозы, рецепторы срабатывают, что приводит к перемещению ионов калия и кальция с одной стороны утолщения пульвинуса на другую. Вода следует за потоком ионов. Клетки, потерявшие воду, сдуваются и провисают. Те, что находятся на другой стороне, набухают. Когда это происходит одновременно в нескольких пульвинусах, лист приходит в движение. Половинки перистого листа складываются друг к другу, как будто невидимая рука аккуратно закрывает их, как книгу.

Исследователи обратили внимание на длинные волокна в некоторых клеточных стенках. Переплетения этих волокон могут помогать растительно-мышечным клеткам эффективнее разбухать. Волокна сдерживают клетки, не давая им раздуваться во все стороны. Эти волокна направляют процесс набухания, что помогает листочкам складываться вверх.

Исследователи задаются вопросом, почему листья мимозы приобрели это свойство – закрываться и открываться. Существует несколько возможных объяснений. Например, палочковидные листья могут быть менее аппетитными для животных или сворачивание листьев может помочь растению терять меньше тепла в холодные ночи. Но что на самом деле является причиной, ученые не знают до сих пор.

В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования разнообразных растений, в том числе инвазионных видов, создающих опасность для экологии и сельского хозяйства Российской Федерации. Даже безобидные декоративные растения из других стран потенциально могут быть опасными при завозе на новые территории.

Источник: Sleboda D.A., Geitmann A. and Sharif-Naeini R. Multiscale structural anisotropy steers plant organ actuation. Current Biology. February, 2023; Vol. 33, 639–646. URL: https:doi.org/10.1016/j.cub.2022.12.013.