Белую гниль переносит собственный ветер
Ботаники выяснили, почему белая гниль так легко поражает сельсхозяйственные культуры. Причина в синхронном движеним спор у грибов, вызывающих болезнь. Передний край потока снижает для остальных спор сопротивление воздуха.
Белая гниль
Грибы рода склеротиния, вызывающие заболевание белая гниль, – настоящий бич для сельскохозяйственных растений. Споры этих грибов поражают множество культур: картофель, подсолнечник, арахис, фасоль, горох, капусту и плоды фруктовых деревьев. Белая гниль ежегодно портит огромное количество посевов. Ученые считают, что такой ущерб грибы наносят из-за своей способности переносить споры на большие расстояния. Биологам и математикам из Университета Уорвика (Великобритания), Гарвардского университета и Корнельского университета под руководством Маркуса Ропера (Marcus Roper) из Калифорнийского университета в Беркли удалось выяснить подробности процесса.
Без сопротивления
Ученые засняли на видеокамеру, как споры склеротинии выстреливают из сумок грибов. «Одновременно тысячи спор на огромной скорости, достигающей 8,4 метров в секунду, вылетают из сумки. Правда, из-за того, что споры слишком малы (их размеры не превышают и десяти микрон), сопротивление воздуха оказывается для них серьезным препятствием. Здесь можно привести такую аналогию: во время соревнований велосипедисты формируют пелотон – лидирующую группу гонщиков, благодаря которой для остальных спортсменов сопротивление воздуха снижается на 40%. А вот споры склеротинии, как показали наши исследования, сводят сопротивление воздуха к нулю. Затем они сами, за счет синхронного движения, формируют восходящий поток, который несет их вверх», -- говорит Ропер.
Совместная работа
По словам ученых, если одна единственная спора склеротинии размером десять микрон вылетает из сумки со скоростью 8,4 метра в секунду, то из-за сопротивления воздуха она сможет пролететь не больше трех миллиметров. Когда же тысячи спор одновременно оказываются в одном потоке, тогда, по мнению авторов, они сводят сопротивление воздуха к нулю. Так они прокладывают себе путь длиной один сантиметр. А потом в результате синхронного движения формируется восходящий поток воздуха. Он движется уже намного быстрее – 60 сантиметров в секунду. Этот поток поднимает споры на высоту нескольких десятков сантиметров, и они достигают листьев и соцветий растений. Как говорит Ропер, останавливает споры только гравитация.
По словам ученых, то, что им удалось обнаружить, очень пригодится для разработки методов контроля за распространением белой гнили. «Ежегодный ущерб, который вызывают склеротинии, только для США оценивается в сумму порядка одного миллиарда долларов, включая затраты на контроль за распространением заболевания и потери урожая. Но теперь мы знаем, что, нарушив каким-то образом синхронное выстреливание спор, можно контролировать распространение этой болезни», -- считают ученые.
Статья доктора Ропера и его коллег «Dispersal of fungal spores on a cooperatively generated wind» опубликована в последнем номере журнала PNAS.