Nový výzkum ukazuje, že rostliny „můžete myslet a pamatovat si,“ podle zprávy zveřejněné tento týden.
rostliny mohou přenášet informace „z listu na list velmi podobným způsobem jako naše vlastní nervové systémy,“ napsal Zpravodajský server BBC News., Článek nadále tvrdí, že rostliny si pamatují informace a používají „informace šifrované ve světle, aby se imunizovaly proti sezónním patogenům.“
rostliny nemohou myslet ani pamatovat. Tyto vypůjčené termíny přesně nepopisují, jak rostliny fungují. Stejně jako většina organismů však rostliny mohou cítit svět kolem sebe, zpracovávat informace ze svého prostředí a reagovat na tyto informace změnou jejich růstu a vývoje., Ve skutečnosti rostliny reagují na změny ve svém prostředí způsobem, který by mnozí považovali za překvapivě sofistikovaný, i když botanici o těchto schopnostech věděli po staletí.
„velkou chybou, kterou lidé dělají, je, když mluvíme, jako kdyby rostliny „vědí“, co dělají,“ říká Elizabeth Van Volkenburgh, botanik na University of Washington. „Učitelé biologie, vědci, studenti a laici dělají stejnou chybu. Raději bych řekl, že rostlina cítí a reaguje, spíše než rostlina ‚ ví.“Používání slov jako „inteligence“ nebo „myslet“ pro rostliny je prostě špatné., Někdy je to zábavné, je to trochu provokativní. Ale je to prostě špatně. Je snadné udělat chybu, když si vezmete slovo z jiného pole a použijete ho na rostlinu.“
zpravodajský příběh BBC je založen na studijním souboru pro publikaci v rostlinné buňce. Spoluautor Stanislaw Karpinski z Varšavské univerzity životních věd v Polsku nedávno představil svůj výzkum na výročním zasedání Společnosti pro experimentální biologii v Praze.,
příběh tvrdí, že podle studie, stimulující jeden list buněk s světlo vytváří kaskádu elektrochemických akcí po celý závod, sděleny prostřednictvím specializované buňky zvané bundle-plášť buňky, stejně jako elektrické impulzy se šíří podél nervových buněk v nervovém systému zvířete. Vědci zjistili, že tyto reakce pokračovaly o několik hodin později, dokonce i ve tmě, což interpretovali tak, aby naznačovaly druh paměti.,
To je jako říct, že kvůli hladině rybníka pokračuje zvlnění jednou udeřil oblázek, voda je „pamatování si“ něco. Analogie úplně neplatí. Ale rostliny produkují elektrické signály a funkce těchto signálů v reakci na světlo je skutečné zaměření nové studie—nejnovější příspěvek k rostoucí tělo práce o elektrické signalizace v rostlinách.
Přestože rostliny nemají nervy, rostliny, buňky jsou schopné generovat elektrické impulsy, tzv. akční potenciály, stejně jako nervových buněk v zvířat., Ve skutečnosti jsou všechny biologické buňky elektrické.
buňky používají membrány, aby jejich interiéry byly oddělené od exteriérů. Některé velmi malé molekuly mohou infiltrovat membrány, ale většina molekul musí projít póry nebo kanály nalezené v membráně. Jedna skupina migračních molekul je rodina iontů: nabité částice jako sodík, draslík, chlorid a vápník.
kdykoli se na protilehlých stranách buněčné membrány hromadí různé koncentrace iontů, existuje potenciál elektrického proudu., Buňky spravovat tento elektrický potenciál pomocí proteinové kanály a pumpy zakotven v buněčné membráně—vrátní, které regulují tok nabitých částic přes buněčnou membránu. Řízený tok iontů dovnitř a ven z buňky představuje elektrickou signalizaci jak u rostlin, tak u zvířat.
„v každé buňce máte membránu,“ vysvětluje Alexander Volkov, fyziolog rostlin na Oakwood University v Alabamě. „Máte ionty na obou stranách v různých koncentracích, což vytváří elektrický potenciál., Nezáleží na tom, jestli je to živočišná nebo rostlinná buňka—je to Obecná chemie.“
Protože určité typy rostlinných buněk mají některé rysy společné s nervové buňky—jsou uspořádány v trubkové svazky, které harbor iontové kanály v membránách—někteří botanici se domnívají, že rostliny šíří akční potenciály podél připojených sítí těchto buněk, podobný signalizace v živočišné nervové soustavy. Většina botaniků se však shoduje, že rostliny nemají sítě buněk, které se vyvinuly speciálně pro rychlou elektrickou signalizaci na velké vzdálenosti, jako většina zvířat., Rostliny prostě nemají skutečné nervové systémy.
takže pokud rostliny nepoužívají elektrické signály v nervových systémech, jako jsou zvířata, co dělají s elektrickými impulsy, které produkují? Ve většině případů to biologové rostlin nevědí. „Víme o elektrické signalizaci v rostlinách tak dlouho, jak o tom víme u zvířat,“ říká Van Volkenburgh. „Ale ve většině rostlin jsou tyto signály otevřenou otázkou.,“Výjimku z tohoto tajemství jsou rostliny, které se spoléhají na elektrické signály pro rychlý pohyb, jako je masožravá mucholapka podivná nebo Mimosa pudica—rostlina, jejíž listy složit, když kartáčovaný odradit býložravce (viz film níže).
v posledních letech některé výzkumy naznačují, že elektrická signalizace v rostlinách modifikuje a reguluje všechny druhy biologických procesů v rostlinných buňkách. Elektrické signály, někteří botanici argumentovali, moc více než lapající pasti exotické Venuše flytrap – jsou stejně důležité pro trávu rostoucí na trávníku., Měření elektrické impulsy v rostlinách je snadné, ale jejich propojení na konkrétní závod funkcí, je mnohem obtížnější a biologie rostlin společenství je nikde poblíž dosažení konsensu o tom, jak většina rostlin používat tyto impulsy.
Karpinskiho nová studie se pokouší propojit elektrickou aktivitu aktivovanou světlem s imunitní obranou v rostlinách., V nové studii vědci infikovaných listech Arabidopsis thaliana (thale cress) s bakteriální patogen, a to buď jednu hodinu před vystavením rostliny se silnou dávku modré, červené nebo bílé světlo nebo jeden, osm nebo 24 hodin po vystavení rostlin na světlo. Rostliny ošetřené světlem před infekcí vyvinuly rezistenci, ale rostliny infikované bez předchozího osvětlení nevykazovaly žádný odpor.
Když je vystavena silné světlo, Karpinski vysvětluje, rostliny absorbují více energie než oni mohou používat pro fotosyntézu—ale nemyslí si, že rostliny ztráta přebytečné energie., Karpinski říká, že rostliny přeměňují energii na teplo a elektrochemickou aktivitu, která může později vyvolat biologické procesy, jako je imunitní obrana. „Zdá se, že rostliny mohou zvýšit odolnost proti patogenům pouze pomocí svého systému absorpce světla,“ říká Karpinski. „Zjistili jsme, že elektrochemická signalizace reguluje tento proces. Elektrická signalizace v rostlinách je známa od doby Darwina-není to nic nového. Ale to, co nebylo popsáno, je, že světlo může vyvolat akční potenciály. Zjistili jsme, že existuje jiná signalizace pro modré, bílé a červené světlo., Pokud rostliny mohou signalizovat různé vlnové délky světla, pak rostliny mohou vidět i barvy.“
Karpinski si myslí, že rostliny vytvářet různé elektrické impulsy při různých vlnových délkách světla a zasáhl jejich listy a rostliny používají tyto impulsy nějak regulovat jejich obranyschopnost. Dokonce spekuluje, že rostliny mohou tuto schopnost využít k boji proti sezónním patogenům. Ale přesně, jak by tento mechanismus fungoval, není jasné.,
role elektrické signalizace ve většině rostlin zůstává do značné míry tajemné a nevysvětlitelné—a rozhodně nezaručuje, tvrdí, že rostliny mohou „myslet a pamatovat si.“Existuje však spousta dobře zdokumentovaných příkladů sofistikovaných způsobů, jak rostliny mění svůj vlastní růst v reakci na změny ve svém prostředí.
Jen si myslím o tom, že kořeny vždy rostou ve směru gravitace a střílí vždy růst směrem ke světlu—i když zapnete zařízení na stranu., Biologové přišli na to, že tyto procesy, se nazývá gravitropism a účinky respektive se spolehnout na hormony, které mění rychlost buněčného růstu v rostlinných tkáních: Pokud jedna strana root nebo střílet roste rychleji než další, to bude ohýbat. Popínavé rostliny, jako jsou vinné révy a popínavé rostliny, používají podobné mechanismy k reakci na dotek, lpění a curling kolem prvního pólu, stěny nebo větve, které kontaktují.
rostliny také zpracovávají informace ze svého prostředí a na základě těchto informací mění svůj růst., „Některé rostliny kvetou, jak se dny zkracují, a jiné, jak se dny prodlužují. „Vědí“, že dny se prodlužují nebo zkracují tím, že mají tabulkové reakce na každý den a noc,“ říká Van Volkenburgh. „Způsob, jakým to funguje, je založen na cirkadiánním rytmu rostlin. Lidé si neuvědomují, že rostliny mají cirkadiánní rytmus stejně jako zvířata. Rostliny mají všechny druhy pohybu na základě jejich cirkadiánních rytmů.,“
Mladé slunečnice a další mladé rostliny kvetoucí vrcholy a listy mohou sledovat sluneční oblouku od Východu na Západ—jev, který se nazývá heliotropism, který zajišťuje maximální expozici světla v klíčovém období růstu. Pak jsou další překvapivé příklady rostlin, které se mění v reakci na jejich prostředí. Zvažte telegrafní rostlinu: zvláštní asijský keř s malými satelitními listy, které se neustále otáčejí, aby sledovaly světlo ve svém prostředí. Satelit se otáčí tak spolehlivě a rychle, že je můžete skutečně pozorovat, jak se pohybují v reálném čase (viz film níže)., Jejich věčný tanec sleduje pohyb světla v průběhu dne a upravuje polohu primárních listů tak, aby absorboval co nejvíce světla.
S tak překvapující příklady rostlin schopnosti zpracovávat informace a přizpůsobit svému prostředí, není třeba se snažit a dát rostliny s inteligenci, myšlení, paměti nebo jiných kognitivních schopností nemají opravdu mají a nepotřebují. Už jsou dost chytří.
obrázek listu s laskavým svolením Wikimedia Commons