Когда вы видите растения, застрявшие в почве и неспособные покинуть окружающую среду, легко забыть о некоторых сходствах, которые у них есть с животными.
Например, растения и животных объединяет их способность распространять болезни среди представителей своего вида. Исследователи из Технологического института Вирджинии недавно изучили способность растений распространять листовую ржавчину пшеницы посредством явления, похожего на чихание.
Чихающие растения и прыгающие споры
Когда человек чихает, капли могут распространять болезни. Оказывается, у растений похожая проблема. Однако главное отличие в том, что растения чихают из-за гидродинамики. Исследователи из Технологического института Вирджинии изучили конденсацию на листьях пшеницы и выяснили, что растения могли «чихать» и разносят споры листовой ржавчины пшеницы.
Ученые заметили, что нанесение небольших капель воды на листья пшеницы заставляло жидкость сливаться и образовывать более крупную каплю. Это произошло потому, что листья гидрофобный
, или отталкивать воду. По мере слипания капли высвобождалась кинетическая энергия. Энергия позволила воде прыгнуть в воздух, что было похоже на чихание!Капли воды содержали споры листовой ржавчины пшеницы. «Чихания» было достаточно, чтобы эти патогены распространились на другие растения пшеницы. Ветер также может переносить мелкие капельки к растениям, находящимся в других местах.
Важно отметить, что эти процессы происходили на микроскопическом уровне, поэтому вы не сможете увидеть их без микроскопа. Капля воды была около 50 микрометров и подпрыгнула на 2–5 миллиметров в воздух после чихания растения.
Ржавчина листьев пшеницы и посевы
Листовая ржавчина пшеницы - это гриб, поражающий также рожь и ячмень. Это вызывает потери урожая 20 процентов или выше. Один из способов распространения грибка - это листья пшеницы, которые выделяют в воздух больше спор. Даже когда листья отмирают, их гниение обеспечивает грибок питательными веществами. Возможность контролировать или устранять ржавчину листьев пшеницы принесет пользу фермерам в Соединенных Штатах и других странах.
Исследователи из Технологического института Вирджинии обнаружили, что чихающие растения могут выпускать в воздух 100 спор каждый час. Они отметили, что их эксперимент имитирует росу, которая естественным образом образуется на листьях сельскохозяйственных культур, поэтому легко увидеть, как болезни могут распространяться по полям. На следующем этапе эксперимента они хотят увидеть, как далеко ветер и воздух могут разнести капли.
Смена листьев и культур
Ученым интересно узнать, может ли изменение гидрофобного статуса листьев растений защитить их. Например, вы можете опрыскать пшеницу и другие культуры веществом, которое может изменить их листья. Исследователи предполагают, что роса останется на листьях, а растения перестанут чихать и распространять патогены.
Хотя это может решить проблему чихания и замедлить распространение патогенов, таких как листовая ржавчина пшеницы, это не устранит все болезни растений. Передача спор через чихающие растения - не единственный путь распространения болезней. Например, прививка больных веток и насекомых также может распространять болезнетворные микроорганизмы.
Изменение естественного гидрофобного состояния листьев растений чревато опасностями. Во-первых, способность отталкивать большое количество воды защищает растения. Во-вторых, способность воды скатываться по листу, не прилипая к нему, означает, что вода может собирать грязь и другие предметы, падая с растения. Это идеальная самоочищающаяся система, не требующая от растения дополнительной энергии.
Прежде чем пытаться остановить чихание растений, важно обдумать последствия изменения поверхности листьев. Решение одной проблемы может привести к новым неожиданным проблемам.
