Вчені вперше спостерігали за тим, як рослини п’ють воду з грунту

Рослини потребують воді не менше тварин. Але те, як саме вони пропускають її через свої тканини, залишалося загадкою, розгадати яку вдалося лише нещодавно

Фізику з Ноттінгемського університету Флавіуса Паскуту і його команді довелося вдатися до делікатної техніки візуалізації, завдяки якій вчені змогли в реальному часі спостерігати за тим, як п’ють рослини. «Ми розробили спосіб, що дозволяє спостерігати за цим процесом на рівні окремих клітин», – пояснив електрофізіології Ноттінгемського університету Кевін Уебб. «Ми можемо не просто бачити воду всередині кореня, але з точністю визначити, де і як вона рухається». Окрім того, що вода сама по собі важлива для рослин, вона також діє як засіб транспортування інших поживних речовин, мінералів і біомолекул по всім живим структурам. Те, наскільки ефективно рослини можуть переміщувати дорогоцінну рідину, може значно впливати на їх здатність переносити суворі умови навколишнього середовища. «Щоб спостерігати поглинання води живими рослинами, не пошкоджуючи їх, ми застосували чутливу лазерну техніку оптичної мікроскопії, щоб неінвазивно відстежувати рух води всередині живих коренів», – пояснив Уебб. Цей метод настільки чутливий, що може визначати масу і орієнтацію молекулярних зв’язків. Це означає, що контраст можна забезпечити, використовуючи молекули, які виділяються зі свого оточення – в цьому випадку оксид дейтерію, відомий як «важка вода». Дейтерій – це ізотоп водню, у якого є нейтрон, а також звичайний одиночний протон звичайного водню, що подвоює його масу

Хоча важка вода має дещо інші властивості, вона все ще досить схожа на звичайну воду, щоб в невеликих кількостях не впливати на фізіологію рослин. Цікаво, що дослідники виявили всмоктування води тільки у внутрішній частині коренів, де проходить ксилема, що транспортує воду до тканин кореня. Це свідчить про те, що при первинному всмоктуванні вода не передається оточуючим тканинам на своєму шляху з кореня. Дослідники вважають, що це означає, що всередині рослини насправді дві системи розподілу води і що друга поширює воду із зовнішніх тканин. Чому це так важливо? Розуміючи тонкощі фізіології рослин, можна не тільки істотно збільшити врожайність (наприклад, внаслідок точкового контролю поливу і добрив), але і вивести сорти культур, більш пристосовані до несприятливих умов, від сильних морозів до довгої посухи