Νευροβιολογία φυτών: τι πιστεύουν τα φυτά;

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Τα φυτά δεν έχουν εγκέφαλο και νευρικά κύτταρα· σε σύγκριση με τα ζώα, φαίνεται να είναι αναίσθητα. Ωστόσο, οι βιολόγοι γνωρίζουν ότι οι εκπρόσωποι αυτής της ομάδας πολυκύτταρων οργανισμών λαμβάνουν πληροφορίες από το εξωτερικό και τις επεξεργάζονται, μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας χημικά σήματα.

Αξίζει να μιλήσουμε για την «ευφυΐα» των φυτών;

Τι θα αντικαταστήσει τα νεύρα και τον εγκέφαλο

Λεπτά λευκά άνθη της ανεμώνης βελανιδιάς είναι η διακόσμηση των δασών της μεσαίας ζώνης. Δεν είναι ασυνήθιστο να βλέπεις τα πέταλά της να διπλώνουν μεταξύ τους, αν και η ηλιόλουστη μέρα είναι σε πλήρη εξέλιξη. Περίμενε λοιπόν τη βροχή. Αφαιρώντας τα λουλούδια, το μικρό φυτό τα προστατεύει από το νερό και τις ριπές του ανέμου.

Στον κόσμο της χλωρίδας, υπάρχουν πολλοί τέτοιοι μηχανισμοί για να προσαρμοστείτε στις μεταβαλλόμενες καιρικές συνθήκες, να προστατευτείτε από τα παράσιτα, να θεραπεύσετε πληγές και να λάβετε θρεπτικά συστατικά επί τόπου.

Τα όργανα αντίληψης στα φυτά είναι κύτταρα ειδικών υποδοχέων, δίαυλοι ιόντων στις κυτταρικές μεμβράνες που μεταδίδουν ηλεκτρικά σήματα, ειδικά σώματα που έχουν κάποιες ιδιότητες νευρώνων.

Για την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ διαφορετικών μερών του σώματος, παράγονται διάφορες ενώσεις μεσολαβητές: ορμόνες, χημικές ενώσεις, μικρά μη κωδικοποιητικά RNA. Όλοι αυτοί οι μηχανισμοί αντικαθιστούν με επιτυχία τις αισθήσεις και το νευρικό σύστημα για τα φυτά.

Η αισθητηριακή αντίληψη των φυτών μελετήθηκε ενεργά μέχρι τη δεκαετία του 1970 και στη συνέχεια σταδιακά εξαφανίστηκε.

Το 2005, ο Stefano Mansuko από το Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας (Ιταλία) και ο František Baluschka από το Πανεπιστήμιο της Βόννης (Γερμανία) αποφάσισαν ότι υπήρχαν πολλά δεδομένα σχετικά με την «ευφυΐα» των φυτών και ότι ήρθε η ώρα να ενεργοποιήσουν αυτήν την κατεύθυνση.

Το ονόμασαν «φυτική νευροεπιστήμη». Φυσικά, αυτό είναι μια μεταφορά - μιλάμε για τη μελέτη των αντιδράσεων και των απαντήσεων σε εξωτερικά ερεθίσματα.

Οι οπαδοί της νευροβιολογίας των φυτών πιστεύουν ότι σε σχέση με τη χλωρίδα μπορούμε να μιλήσουμε για τη μνήμη, το σύστημα συσσώρευσης, αποθήκευσης και επεξεργασίας πληροφοριών, καθώς και τον μηχανισμό λήψης αποφάσεων. Σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες, αυτό δεν απαιτεί εγκέφαλο και νευρικό σύστημα, όπως στα ζώα.

Η επιστημονική κοινότητα στο σύνολό της είναι επικριτική σε αυτόν τον τομέα. Ταυτόχρονα, οι εργασίες στον τομέα των συστημάτων επικοινωνίας και σηματοδότησης των φυτών βρίσκονται πλέον στην πρώτη γραμμή της επιστήμης.

Κοινόχρηστο διαμέρισμα λιβαδιού

Μία από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις των τελευταίων ετών είναι ότι τα φυτά μπορούν να αναγνωρίσουν τους γείτονές τους. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιούν κόκκινο φως μεγάλης δέσμης, χημικά σήματα, δευτερογενείς μεταβολίτες.

Η γνώση των γύρω ειδών βοηθά το φυτό να επιβιώσει: αποφύγετε τη σκιά, αμυνθείτε ενάντια στους εχθρούς, επιλέξτε την καλύτερη τροφή.

Τα φυτά αντιλαμβάνονται χημικές ενώσεις - αυτό που ονομάζουμε μυρωδιές από γειτονικά είδη. Μεταδίδονται μέσω του αέρα και υπόγεια από τις ρίζες.

Κινέζοι επιστήμονες στο περιοδικό Nature Communications αναφέρουν τα αποτελέσματα πειραμάτων με σιτάρι. Μελέτες έχουν δείξει ότι αυτό το φυτό διακρίνει τις μυρωδιές περίπου εκατό διαφορετικών ειδών που αναπτύσσονται δίπλα-δίπλα μέσα από τις ρίζες.

Σε απάντηση, απελευθερώνει τις δικές του ουσίες για να ρυθμίσει τη σχέση - για παράδειγμα, κάτι σαν αντιβιοτικά εάν υπάρχουν ανταγωνιστές κοντά. Ως αποτέλεσμα, το σιτάρι αναστέλλει την ανάπτυξή τους.

Φυσικά, αυτή η μέθοδος χημικής επικοινωνίας δεν είναι ανάλογη με την όσφρηση των ζώων, αλλά τα φυτά μπορούν σίγουρα όχι μόνο να εκπέμπουν, αλλά και να αντιλαμβάνονται τις οσμές.

Για παράδειγμα, το παρασιτικό bindweed, dodder, βρίσκει το φυτό ξενιστή από πτητικά στοιχεία και τεντώνεται προς την κατεύθυνσή του.

Η αψιθιά που έχει πληγωθεί από παράσιτα προειδοποιεί τους συγγενείς για τον κίνδυνο μιας ενισχυμένης μυρωδιάς.

Το πολυετές βότανο Goldenrod είναι ικανό να αντιλαμβάνεται μόνο του χημικές ενώσεις (φερομόνες) που εκκρίνονται από τα αρσενικά της ποικιλόμορφης μύγας που δελεάζει το θηλυκό. Μια προνύμφη μύγας που εναποτίθεται σε ένα φυτό προκαλεί μια ασθένεια με τη μορφή χοληδόχου - μια μεγάλη μπάλα.

Οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι το χρυσόβεργα μυρίζει μύγες και ενισχύει το ανοσοποιητικό σύστημα για να καταπολεμήσει την αναπόφευκτη ασθένεια. Για να γίνει αυτό, τα φύλλα του γρασιδιού αυξάνουν την περιεκτικότητα σε ιασμονικό οξύ, το οποίο απωθεί τα παράσιτα και βοηθά στην επούλωση της βλάβης των ιστών.

Καλή ακοή

Το 1970 κυκλοφόρησε στις ΗΠΑ το βιβλίο «The Secret Life of Plants» των Peter Tompkins και Christopher Bird. Σε αυτό, χωρίς να βασιστούμε σε επιστημονικά δεδομένα, δόθηκαν πολλές φανταστικές πληροφορίες για λουλούδια και δέντρα. Για παράδειγμα, ειπώθηκε ότι τα φυτά στρεσάρονται αν σπάσει ένα αυγό παρουσία τους, η κολοκύθα αποκλίνει από τα ηχεία αν ακούγεται βράχος από αυτά.

Στις μέρες μας, έχουν συσσωρευτεί πολλά στοιχεία για την αντίληψη των ήχων από τα φυτά. Το 2014, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Μιζούρι (ΗΠΑ) επηρέασαν ένα μικρό βότανο, το Arabidopsis (Tal rezuhovidka) χρησιμοποιώντας τον ήχο που το μασάει μια κάμπια.

Αποδείχθηκε ότι αυτό αυξάνει την περιεκτικότητα των φύλλων του φυτού σε ανθοκυανίνες (μωβ βαφές) και γλυκοσινολικές ενώσεις (πίκρα). Η εμπειρία έχει δείξει ότι η rezukovidka αντιδρά διαφορετικά στους κραδασμούς του αέρα που προκαλούνται από τα μάσημα των φύλλων, τον άνεμο και τα έντομα που κελαηδούν.

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Μισισιπή πραγματοποίησαν πρόσφατα πειράματα με σόγια και έντομα που ζουν σε αυτήν - πασχαλίτσες και αφίδες σόγιας. Επηρεάστηκαν από διαφορετικούς τύπους ήχων, συμπεριλαμβανομένου του θορύβου της πόλης, του τρακτέρ, του ροκ εν ρολ. Μετά από δύο εβδομάδες, η βιομάζα των φυτών μειώθηκε σε σύγκριση με τον έλεγχο.

Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν έχουν την τάση να πιστεύουν ότι ο βράχος καταπιέζει άμεσα τα φυτά. Μάλλον επηρέασε κατά κάποιο τρόπο τα παράσιτα, τα οποία ενίσχυσαν τις δραστηριότητές τους.