Эволюционируя вместе с насекомыми, растения обзавелись огромным ассортиментом запахов, с помощью которых они привлекают к себе опылителей – чем заманчивей запах, тем чаще пчелы, бабочки и пр. будут прилетать на цветы, перенося пыльцу между ними.
И во многих случаях мы досконально знаем, что за запаховые молекулы синтезируют растения; например, если взять петунию, то ее аромат возникает из смеси бензальдегида, придающего запаху сладковато-фруктовые ноты, и фенилпропаноидов, которые часто используют и в парфюмерной промышленности.
Однако за запахи цветам приходится платить свою цену: запаховые соединения вредны для растительных клеток. Но стоит ли растениям беспокоиться на этот счет? Ведь все такие вещества очень летучи, легко испаряются и вряд ли способны сильно накапливаться в растительных тканях. Тем не менее, когда несколько лет назад исследователи из Университета Пердью с помощью компьютерной модели попробовали оценить, достаточно ли пассивного испарения запаховых молекул, чтобы их не становилось в цветах слишком много, то оказалось, что недостаточно – иными словами, у растений должен быть механизм, который бы активно выводил опасные вещества наружу.
В статье в Science Наталья Дударева и ее коллеги пишут, что им удалось найти ген, от которого зависит транспорт запаховых веществ. Ген называется PhABCG1, он кодирует белок из очень большого семейства транспортных молекул, которые занимаются переносом через клеточную мембрану самых разных соединений. Эти транспортные белки есть у всех, от бактерий до человека; у растений некоторые из них занимаются переносом через клеточную мембрану растительных гормонов.
Исследователи обнаружили, что активность гена PhABCG1 резко возрастала, когда у растений петунии распускались цветы и они начинали сильно пахнуть – уровень транспортного белка в клетках увеличивался более чем в сто раз. Если активность гена PhABCG1 искусственным образом подавляли, то концентрация запаховых веществ, оказывавшихся снаружи цветка, сильно падала, а сами цветы начинали как будто вянуть – пахучие молекулы повреждали клеточные мембраны.
То есть, чтобы не отравлять цветы собственным запахом, растениям приходится в буквальном смысле пахнуть активно – то есть целенаправленно, с помощью специальной транспортной системы выводить наружу летучие пахучие вещества. Эксперименты ставили только с петунией, однако, скорее всего, и другие цветковые растения используют тот же механизм «активного запаха».
Автор: Кирилл Стасевич