Dotyk jako sygnał alarmowy w świecie roślin

Gęsto rosnące rośliny nie tylko konkurują o światło i wodę. Nowe badania pokazują, że potrafią także ostrzegać się nawzajem przed stresem środowiskowym, przekazując sygnały bezpośrednio poprzez kontakt liści

Dla rośliny rosnącej na dnie lasu nagłe pojawienie się intensywnego światła – na przykład po przerzedzeniu koron drzew – stanowi silny stres. Najnowsze eksperymenty sugerują , że gdy rośliny rosną blisko siebie i ich liście się dotykają, mogą szybciej przygotować się na takie zdarzenia. Fizyczny kontakt między liśćmi uruchamia bowiem system wczesnego ostrzegania, który zwiększa odporność całej grupy.

„To działa trochę jak alarm. Jakby sygnał brzmiał: coś nadchodzi, przygotuj się” – mówi Ron Mittler, biolog roślin z Uniwersytetu  Missouri w Kolumbii.

Eksperyment z rzeżuchą i nadmiarem światła

Mittler i jego współpracownicy przez kilka tygodni hodowali rzeżuchę pospolitą (Arabidopsis thaliana) w warunkach laboratoryjnych. Część roślin rosła pojedynczo, inne w gęstych zespołach, w których liście mogły się swobodnie stykać. Następnie wszystkie rośliny wystawiono na działanie silnego światła, symulując stres środowiskowy.

Różnice były wyraźne. Rośliny rosnące samotnie wykazywały więcej oznak uszkodzeń komórek i gromadziły więcej pigmentów związanych ze stresem. Te, które rosły w zwarciu, znosiły intensywne oświetlenie znacznie lepiej. „Wygląda na to, że sam kontakt z sąsiadami przygotowuje je na nadchodzący stres” – podkreśla Mittler.

Sieci sygnałów ponad ziemią

Od lat wiadomo, że rośliny komunikują się pod ziemią, m.in. za pośrednictwem korzeni, mikroorganizmów glebowych oraz sieci grzybów mikoryzowych. Wcześniejsze badania sugerowały również istnienie komunikacji nadziemnej, na przykład poprzez lotne związki chemiczne ostrzegające przed roślinożercami.

Nowe eksperymenty koncentrują się na jeszcze innym kanale: bezpośrednim przekazywaniu sygnałów poprzez dotyk liści. Naukowcy monitorowali zmiany ekspresji genów u roślin stykających się z sąsiadami oraz u tych rosnących w izolacji. Już po godzinie od kontaktu aktywowanych było ponad 2 tys. genów związanych z reakcją na stres. Obejmowały one mechanizmy obronne przed nadmiarem światła, zimnem, zalaniem, zasoleniem oraz uszkodzeniami mechanicznymi.

Kluczowa rola nadtlenku wodoru

Aby ustalić, jakie sygnały odpowiadają za to zjawisko, badacze wykorzystali genetycznie zmodyfikowane rośliny, które nie były w stanie przekazywać określonych cząsteczek. Analizy wykazały, że kluczową rolę odgrywa nadtlenek wodoru. Rośliny wytwarzają go w odpowiedzi na stres, jednak po raz pierwszy udało się jednoznacznie wykazać, że substancja ta może być przekazywana z jednej rośliny do drugiej jako sygnał ostrzegawczy.

„Mówimy o bardzo ogólnym i fundamentalnym mechanizmie sygnalizacyjnym” – ocenia Christine Foyer, biolog roślin z Uniwersytetu Birmingham, która nie brała udziału w badaniach. „Rośliny nie mogą się przemieszczać, więc muszą mieć sposób, by szybko reagować na zmiany w otoczeniu”.

Znaczenie dla rolnictwa i klimatu

Zdaniem autorów badania wyniki pomagają wyjaśnić, dlaczego uprawy prowadzone w gęstych zespołach często lepiej radzą sobie w trudnych warunkach. W przyszłości wiedza ta może zostać wykorzystana do projektowania mieszanek roślin.

„Można wyobrazić sobie zestawy kilku gatunków dobranych tak, by jak najlepiej wymieniały sygnały ostrzegawcze” – mówi Mittler. „To szczególnie ważne w kontekście nakładających się zagrożeń związanych ze zmianą klimatu, takich jak upały i powodzie”.

Foyer zauważa, że już Karol Darwin pisał, że rośliny rosnące w mieszanych zbiorowiskach rozwijają się lepiej niż te hodowane w izolacji. Nowe badania sugerują, że komunikacja poprzez dotyk może być jednym z powodów tej przewagi.

Źródła

Peláez-Vico M.Á. i in., United we stand: Plants that physically touch each other are more resilient to excess light stress, bioRxiv, 12 grudnia 2025, doi:10.1101/2025.09.02.673745

Szechyńska-Hebda M. i in., Aboveground plant-to-plant electrical signaling mediates network acquired acclimation, The Plant Cell, 2022

Richard Kemeny, Plants packed close enough to touch are more resilient to stress, Science News, 14 stycznia 2026

• aktualności
• Nauki biologiczne i rolnicze
• popularyzacja