Исследователи INRAE доказали выпрямление стволов тополей за счёт проприоцепции

Исследователи из Национального института агрономических исследований Франции (INRAE) и Университета Клермон-Овернь установили, что молодые тополя активно выпрямляют искривлённые стволы за счёт собственного чувства формы — проприоцепции, а не пассивного упругого возврата, сообщает журнал New Phytologist doi.orgNew Phytologistdoi.orgОткрыть источник ↗. В ходе работы авторы проверили гипотезу о механизмах управления автотропизмом у древесных растений.

Чтобы исключить гравитационную и световую ориентацию, учёные сначала выращивали гибридные тополя (Populus tremula × alba) в горизонтальном положении. Из-за гравитропизма стебли изогнулись вверх благодаря образованию первичной тяговой древесины. Спустя примерно десять дней изогнутые деревья поместили во вращающийся клиностат внутри сферы с ненаправленным светом. Это отключило влияние вектора гравитации и фототропизма, оставив растению только восприятие собственной кривизны doi.orgNew Phytologistdoi.orgОткрыть источник ↗.

Антагонистическая работа древесины

Количественный анализ перемещения стволов показал, что растения начали активно распрямляться и восстановили прямую форму за несколько недель doi.orgNew Phytologistdoi.orgОткрыть источник ↗. Синтез тяговой древесины на прежней верхней стороне прекратился. Вместо этого аналогичный слой клеток сформировался на противоположной, выпуклой стороне искривлённого ствола, создавая механическое натяжение в обратном направлении doi.orgNew Phytologistdoi.orgОткрыть источник ↗.

Такой механизм работает по принципу мышц-антагонистов: ткань перераспределяет механические усилия в зависимости от искривления оси. Анатомические срезы стволов подтвердили идентичность тяговой древесины, образовавшейся на этапах изгиба и последующего выпрямления doi.orgNew Phytologistdoi.orgОткрыть источник ↗.

Модель сенсомоторного контроля

Полученные кинематические данные позволили авторам рассчитать закон управления, зависящий от кривизны, и оценить чувствительность проприоцепции у тополей doi.orgNew Phytologistdoi.orgОткрыть источник ↗. Ранее классические модели предполагали, что реактивная тяговая древесина у двудольных растений синтезируется только под действием гравитропического стимула. Эксперимент доказал, что фиксация положения побегов регулируется балансом между гравирецепцией и проприоцепцией doi.orgNew Phytologistdoi.orgОткрыть источник ↗.