Интимная жизнь людей и растений имеет много общих черт

Когда речь заходит о сексе и половых актах, оказывается, что растения и люди имеют гораздо больше общего, чем можно было бы предположить. Во время размножения растений мужской половой орган под названием пыльцевая трубка увеличивается в длине, погружаясь через ткани на пути к женским половым органам. И когда трубка входит в место со слишком плотным сжатием, она раскрывается и выбрасывает сперматозоиды.
Но в отличие от аналогичного органа людей пыльцевая трубка представляет собой единственную клетку. Более того, это самая быстрорастущая клетка в организме растения, и в отличие от других она имеет клеточную стенку. Когда трубка, содержащая клетки сперматозоидов, погружается в ткани женского растения, внутреннее давление жидкости воздействует на эти стенки, сохраняя их жесткость.

«Это очень похоже на шарик, который расширяется при надувании», — рассказывает соавтор исследования Аня Гайтманн, биолог из Монреальского университета в Канаде. По мере роста пыльцевая трубка сталкивается с сопротивлением клеток окружающих тканей. «Как трубке удается вырабатывать такую силу, чтобы ее было достаточно для проникновения в клетки?» — задает вопрос ученая.
Чтобы найти ответ на него, исследователи разработали специальный чип, который измеряет силы, с которыми имеет дело пыльцевая трубка во время роста. Они изучили процесс роста пыльцевых трубок японской камелии (Camellia japonica) по каналу, заполненному микроскопическими препятствиями, где им приходилось продвигаться через лабиринт узких отверстий.
Из-за очень малых размеров пыльцевых трубок (в ширину они от 5 до 20 микрометров, меньше одной пятой толщины человеческого волоса) потребовались микросистемные технологии, чтобы измерить крошечное усилие, прилагаемое этими частями растения на окружающие ткани. Трубка должна сохранять свою форму по мере продвижения через ткани, так как любые изгибы или дефекты помешают свободному прохождению сперматозоидов.
На этом рисунке можно увидеть, как исследователи проиллюстрировали половой акт у камелии: пыльцевое зерно прикрепляется к рыльцу – верхней части пестика, длина которого около 3 сантиметров. Трубка прорастает вниз, к завязи, где выбрасывает две клетки сперматозоидов в семязачаток. Одна клетка сперматозоида оплодотворяет яйцеклетку, а вторая – центральную клетку того же семязачатка, что дает возможность развиваться эндосперме – запасающей ткани, которая снабжает питательными веществами растущий эмбрион.
Микроскопические каналы из эластичного полимерного материала, заполненные препятствиями, сделаны уже, чем ширина пыльцевых трубок. Моделируя деформации материала по мере продвижения пыльцевых трубок, ученые подсчитали, что эти части растений производили давление не меньше 150 кило-паскалей, а это почти соответствует давлению в шинах автомобиля.
Когда каналы были шире, трубки проходили через них без значительных деформаций. Но когда отверстия оказывались слишком узкими, трубки просто разрывались, выбрасывая ценный груз сперматозоидов.
Трудно избежать аналогий с эякуляцией у людей. Сила, которая поддерживает пыльцевые трубки в прямом положении, та же, что и для пениса мужчины. «Фактически, это гидростатический скелет под давлением», — отмечает Аня Гайтманн.

Источник: Livescience