Neurobiologia roślin: co myślą rośliny?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Rośliny nie mają mózgu i komórek nerwowych, w porównaniu ze zwierzętami wydają się niewrażliwe. Biolodzy wiedzą jednak, że przedstawiciele tej grupy organizmów wielokomórkowych odbierają informacje z zewnątrz i przetwarzają je, mogą komunikować się ze sobą za pomocą sygnałów chemicznych.

Czy warto mówić o „inteligencji” roślin?

Co zastąpi nerwy i mózg

Delikatne białe kwiaty zawilca dębowego są ozdobą lasów strefy środkowej. Nierzadko można zobaczyć, jak jej płatki składają się razem, chociaż słoneczny dzień jest w pełnym rozkwicie. Więc poczekaj na deszcz. Usuwając kwiaty, mała roślinka chroni je przed wodą i podmuchami wiatru.

W świecie flory istnieje wiele takich mechanizmów dostosowywania się do zmieniających się warunków pogodowych, ochrony przed szkodnikami, leczenia ran i pozyskiwania składników odżywczych na miejscu.

Narządami percepcji u roślin są specjalne komórki receptorowe, kanały jonowe w błonach komórkowych, które przekazują sygnały elektryczne, specjalne ciała, które mają pewne właściwości neuronów.

W celu wymiany informacji między różnymi częściami ciała wytwarzane są różne związki mediatorowe: hormony, związki chemiczne, małe niekodujące RNA. Wszystkie te mechanizmy z powodzeniem zastępują u roślin zmysły i układ nerwowy.

Percepcja sensoryczna roślin była aktywnie badana do lat 70. XX wieku, a następnie stopniowo zanikała.

W 2005 roku Stefano Mansuko z Uniwersytetu we Florencji (Włochy) i František Baluschka z Uniwersytetu w Bonn (Niemcy) uznali, że istnieje wiele danych na temat „inteligencji” roślin i nadszedł czas, aby aktywować ten kierunek.

Nazywali to „neurologią roślin”. To oczywiście metafora – mówimy o badaniu reakcji i odpowiedzi na bodźce zewnętrzne.

Zwolennicy neurobiologii roślin uważają, że w odniesieniu do flory możemy mówić o pamięci, systemie gromadzenia, przechowywania i przetwarzania informacji oraz mechanizmie podejmowania decyzji. Według niektórych naukowców nie wymaga to mózgu i układu nerwowego, jak u zwierząt.

Całe środowisko naukowe odnosi się do tego obszaru krytycznie. Jednocześnie prace w zakresie systemów łączności i sygnalizacji roślin znajdują się obecnie w czołówce nauki.

Mieszkanie komunalne na łące

Jednym z głównych odkryć ostatnich lat jest to, że rośliny potrafią rozpoznawać swoich sąsiadów. W tym celu wykorzystują czerwone światło drogowe, sygnały chemiczne, metabolity wtórne.

Znajomość okolicznych gatunków pomaga roślinie przetrwać: unikać cienia, bronić się przed wrogami, wybierać najlepsze pożywienie.

Rośliny odbierają związki chemiczne – to, co nazywamy zapachami z sąsiednich gatunków. Są przenoszone drogą powietrzną i pod ziemią przez korzenie.

Chińscy naukowcy w czasopiśmie Nature Communications przytaczają wyniki eksperymentów z pszenicą. Badania wykazały, że roślina ta rozróżnia zapachy około stu różnych gatunków rosnących obok siebie poprzez korzenie.

W odpowiedzi uwalnia własne substancje w celu uregulowania relacji – na przykład coś w rodzaju antybiotyków, jeśli w pobliżu są konkurenci. W efekcie pszenica hamuje ich wzrost.

Oczywiście ten sposób komunikacji chemicznej nie jest analogiczny do zmysłu węchu u zwierząt, ale rośliny zdecydowanie potrafią nie tylko emitować, ale także odczuwać zapachy.

Na przykład pasożytniczy powój, kania, odnajduje roślinę żywicielską za pomocą lotnych elementów i rozciąga się w jej kierunku.

Piołun zraniony przez szkodniki ostrzega krewnych przed niebezpieczeństwem wzmożonego zapachu.

Wieloletnia nawłoć jest zdolna sama dostrzegać związki chemiczne (feromony) wydzielane przez samce pstrokatej muchy wabiącej samicę. Larwa muchy osadzająca się na roślinie powoduje chorobę w postaci galasu - dużej kuli.

Naukowcy sugerują, że nawłoć wyczuwa muchy i wzmacnia układ odpornościowy, aby zwalczyć nieuniknioną chorobę. Aby to zrobić, liście trawy zwiększają zawartość kwasu jasmonowego, który odstrasza szkodniki i pomaga leczyć uszkodzenia tkanek.

Dobry słuch

W 1970 roku w USA ukazała się książka „Sekretne życie roślin” autorstwa Petera Tompkinsa i Christophera Birda. W nim, nie opierając się na faktach naukowych, podano wiele fantastycznych informacji o kwiatach i drzewach. Na przykład mówiono, że rośliny są zestresowane, jeśli w ich obecności pęknie jajko, a dynia odbiega od głośników, jeśli rozbrzmiewa z nich skała.

W dzisiejszych czasach zgromadzono wiele faktów na temat postrzegania dźwięków przez rośliny. W 2014 roku naukowcy z University of Missouri (USA) wpłynęli na niewielkie zioło, Arabidopsis (Tal rezuhovidka), wykorzystując dźwięk, jaki przeżuwa na nim gąsienica.

Okazało się, że zwiększa to zawartość antocyjanów (barwniki fioletowe) i glukozynolanów (gorycz) w liściach rośliny. Doświadczenie pokazało, że rezukovidka inaczej reaguje na wibracje powietrza wywołane przez żucie liści, wiatr i ćwierkające owady.

Naukowcy z University of Mississippi przeprowadzili niedawno eksperymenty z soją i żyjącymi na niej owadami - biedronkami i mszycami sojowymi. Wpływały na nie różne rodzaje dźwięków, w tym hałas miasta, traktor, rock and roll. Po dwóch tygodniach biomasa roślin zmniejszyła się w porównaniu z kontrolą.

Jednak naukowcy nie są skłonni wierzyć, że skała bezpośrednio uciska rośliny. Raczej w jakiś sposób wpłynął na szkodniki, które zintensyfikowały ich działalność.