Фосфор очень редко встречается на Земле и его месторождения сосредоточены в очень небольших с географической точки зрения районах: почти 75 процентов мирового запаса фосфатных пород находится в Марокко и Западной Сахаре, а еще 15 процентов распределено между Китаем, Алжиром, Сирией, ЮАР и Иорданией. Растения в выщелоченных почвах Западной Австралии выработали особую стратегию для борьбы с дефицитом фосфора.

Вместе со своими коллегами из Западноавстралийского университета в Перте, ученые из Института молекулярной физиологии растений Макса Планка в Гольме недалеко от Потсдама, обнаружили, что растения из рода Банксия, семейства Протейные, подвергли себя значительному сокращению, в частности, свою РНК, находящуюся в рибосомах (рРНК).

Белковые фабрики клетки являются самыми большими потребителями фосфора; таким образом, эти австралийские растения экономят потребление, как фосфора, так и воды.

Поскольку на сегодняшний день мировые запасы фосфора характеризуются серьёзной нехваткой, стратегия Протейных может представлять интерес с точки зрения оптимизации культурных растений за счёт селекции.

Чтобы выжить в Западной Австралии, растения должны быть очень выносливыми. В этом штате царит гнетущая жара, дождь выпадает крайне редко, и в почве практически нигде не найти фосфор в виде фосфатов.

Тем не менее, этот элемент имеет принципиальное значение для выживания растений. Он связывается с сахаром и белками и является составной частью ДНК, клеточной мембраны и энергетического компонента – АТФ. Если растению не хватает фосфора, то тут же начинает снижаться фотосинтез, а без него растение вряд ли будет расти.

Цветущее дерево банксии, фото фотография

Однако в случае с некоторыми из растений рода Банксия, семейства Протейные ситуация несколько иная. – Эти растения умудряются расти на почвах, которые содержат в сто раз меньше фосфата, чем неплодородные почвы в Европе, – объясняет один из авторов исследования, Марк Ститт.

С одной стороны, это обуславливается их корневой системой, которая напоминают туалетные щетки, всасывающие своими тонкими волосками каждый атом фосфора из почвы.

С другой стороны, эти растения демонстрируют чрезвычайный уровень расчётливости в использовании того небольшого количества фосфора, которое им всё же доступно. Больше всего растения экономят на нуклеиновых кислотах, на которые приходится от 30 до 50% всего фосфора клетки.

Главным образом сокращения затрагивают рибосомальную РНК, компонент клеточной фабрики белка. По сравнению с Протейными, экспериментальное растение арабидопсис обладает в два-четыре раза большим количеством рибосом в своих полностью сформировавшихся листьях, а в молодых листьях, их больше аж в 10–40 раз. Меньшее количество рибосом производят меньше белков и ферментов.

В результате растение медленнее растет, но зато и не проявляет симптомы дефицита фосфора. В действительности, единственную опасность для таких зелёных приспособленцев может представлять лишь слишком большое количество фосфора.

«Удобрение таких растений может привести к их смерти, поскольку они не могут остановить поглощение фосфата», – отмечает Марк Ститт. «Другие растения просто прекращают потребление фосфора, когда почва им перенасыщена. Мы до сих пор не знаем, почему приспособившиеся к дефициту фосфора Протейные, больше не в состоянии задействовать механизм остановки потребления.

Мы предполагаем, что они попросту никогда не были в подобной ситуации, так как почвы Западной Австралии очень старые, подвергались выветриванию и в прошлом не получали дополнительные фосфаты от извержений вулканов, людей или животных.

Эти австралийские растения также отличаются чрезвычайной экономичностью в период образования новых листьев. Вместо того, чтобы вкладываться одновременно в рост и образование фотосинтезирующих элементов, что приводит к связыванию большого объема рибосом и, таким образом, фосфора, они сосредотачиваются сначала на формирование листа, а затем на производстве зеленого хлорофилла».

Источник: http://supersadovod.ru/