Ny forskning viser, at planter, der “kan tænke og huske,” ifølge en nyhed udgivet i denne uge.
planter kan overføre information “fra blad til blad på en meget lignende måde som vores egne nervesystemer,” skrev BBC ne .s., Artiklen fortsætter med at hævde, at planter husker information og bruger “information krypteret i lyset for at immunisere sig mod sæsonbetonede patogener.”
planter kan ikke tænke eller huske. Disse lånte vilkår beskriver ikke nøjagtigt, hvordan planter fungerer. Som de fleste organismer kan planter dog fornemme verden omkring dem, behandle information fra deres miljø og reagere på denne information ved at ændre deres vækst og udvikling., Faktisk reagerer planter på ændringer i deres miljø på måder, som mange ville finde overraskende sofistikerede, selvom botanikere har kendt til disse evner i århundreder.
“En stor fejl folk gør, er at tale, som om planter ‘vide’, hvad de laver,” siger Elizabeth Van Volkenburgh, en botaniker ved University of Washington. “Biologilærere, forskere, studerende og lægfolk begår alle den samme fejl. Jeg vil meget hellere sige, at en plante sanser og reagerer, snarere end planten ‘ved.’At bruge ord som’ intelligens ‘eller’ tænke ‘ for planter er bare forkert., Nogle gange er det sjovt at gøre, det er lidt provokerende. Men det er bare forkert. Det er nemt at begå fejlen ved at tage et ord fra et andet felt og anvende det på en plante.”
BBC-nyhedshistorien er baseret på en undersøgelse, der er sat til offentliggørelse i plantecellen. Co-forfatter Stanislaw Karpinski af Warsaw University of Life Sciences i Polen for nylig præsenterede sin forskning på det årlige møde i Society for Experimental Biology i Prag, tjekkiet., historien hævder, at stimulering af en bladcelle med lys ifølge undersøgelsen skaber en kaskade af elektrokemiske begivenheder over hele planten, kommunikeret via specialiserede celler kaldet bundle-kappe celler, ligesom elektriske impulser formeres langs nervecellerne i et dyrs nervesystem. Forskerne fandt, at disse reaktioner fortsatte flere timer senere, selv i mørket, som de fortolkede for at indikere en slags hukommelse.,
Dette er som at sige, at fordi overfladen af en dam fortsætter med at krusning, når den først er ramt af en sten, “husker” vandet noget. Analogien holder ikke helt. Men planter producerer elektriske signaler, og funktionen af disse signaler som reaktion på lys er det virkelige fokus i den nye undersøgelse—det seneste bidrag til et voksende arbejde om elektrisk signalering i planter.
selvom planter ikke har nerver, er planteceller i stand til at generere elektriske impulser kaldet handlingspotentialer, ligesom nerveceller hos dyr gør., Faktisk er alle biologiske celler elektriske.
celler bruger membraner til at holde deres interiør adskilt fra deres ydre. Nogle meget små molekyler kan infiltrere membranerne, men de fleste molekyler skal passere gennem porer eller kanaler, der findes i membranen. En gruppe migrerende molekyler er ionfamilien: ladede partikler som natrium, kalium, chlorid og calcium.
Når forskellige koncentrationer af ioner akkumuleres på modsatte sider af en cellemembran, eksisterer der potentialet for en elektrisk strøm., Celler styrer dette elektriske potentiale ved hjælp af proteinkanaler og pumper indlejret i cellemembranen—portvagtere, der regulerer strømmen af ladede partikler over cellemembranen. Den kontrollerede strøm af ioner ind og ud af en celle udgør elektrisk signalering i både planter og dyr.
“I enhver celle, du har en membran,” forklarer Alexander Volkov, en plante, fysiolog på Oakwood University i Alabama. “Du har ioner på begge sider i forskellige koncentrationer, hvilket skaber et elektrisk potentiale., Det betyder ikke noget, om det er en dyre—eller plantecelle-det er generel kemi.”
Fordi visse typer af planteceller har nogle træk til fælles med nerve celler—de er arrangeret i rørformede bundter, de harbor-ion-kanaler i deres membraner—nogle botanikere har foreslået, at planter formere handling potentialer langs forbundne netværk af disse celler, beslægtet til signalering i et dyrs nervesystem. Men de fleste botanikere er enige om, at planter ikke har netværk af celler, der har udviklet sig specifikt til hurtig elektrisk signalering over lange afstande, som de fleste dyr gør., Planter har simpelthen ikke ægte nervesystemer.
Så hvis planterne ikke bruger elektriske signaler i nervesystemet som dyr, hvad gør de med de elektriske impulser, de producerer? I de fleste tilfælde ved plantebiologer ikke. “Vi har kendt til elektrisk signalering i planter, så længe vi har kendt til det i dyr,” siger Van Volkenburgh. “Men i de fleste planter er det et åbent spørgsmål, hvad disse signaler er til.,”Det bemærkelsesværdige undtagelser til dette mysterium er planter, der er afhængige af elektriske signaler til hurtig bevægelse, ligesom den kødædende Venus flytrap eller Mimosa pudica—en plante, hvis blade folder op, når børstet at modvirke planteædere (se filmen nedenfor).
i de senere år har nogle undersøgelser antydet, at elektrisk signalering i planter ændrer og regulerer alle former for biologiske processer i planteceller. Elektriske signaler, nogle botanikere har argumenteret, magt mere end de snappende fælder af den eksotiske Venus flytrap—de er lige så vigtige for græsset vokser på din græsplæne., Det er let at måle elektriske impulser i planter, men det er meget vanskeligere at forbinde dem med specifikke plantefunktioner, og plantebiologisamfundet er ikke i nærheden af at nå til enighed om, hvordan de fleste planter bruger disse impulser.
Karpinskis nye undersøgelse forsøger at forbinde lysaktiveret elektrisk aktivitet til immunforsvar i planter., I den nye undersøgelse har forskerne inficerede blade af Arabidopsis thaliana (thale karse) med en bakteriel sygdom, enten en time før du udsætter planten til en stærk dosis af blå, røde eller hvide lys eller en, otte eller 24 timer efter at udsætte anlægget for lys. Planter behandlet med lys før infektion udviklede resistens, men planter inficeret uden forudgående belysning viste ingen modstand.
Når de udsættes for stærkt lys, Karpinski forklarer, planter absorberer mere energi, end de kan bruge til fotosyntese—men han tror ikke, at planter, affald, denne overskydende energi., Karpinski siger, at planter konverterer energien til varme og elektrokemisk aktivitet, der senere kan udløse biologiske processer, som immunforsvar. “Det ser ud til, at planter kun kan øge modstanden mod patogener ved hjælp af deres lysabsorptionssystem,” siger Karpinski. “Vi fandt ud af, at elektrokemisk signalering regulerer denne proces. Elektrisk signalering i planter er kendt fra Dar .ins tid—det er ikke noget nyt. Men hvad der ikke blev beskrevet, er, at lys kan fremkalde handlingspotentialer. Vi har fundet, at der er en anden signalering for blåt, hvidt og rødt lys., Hvis planter kan signalere forskelligt forskellige bølgelængder af lys, kan planter også se farver.”
Karpinski mener, at planter genererer forskellige elektriske impulser, når forskellige bølgelængder af lys rammer deres blade, og at planter bruger disse impulser til på en eller anden måde at regulere deres immunforsvar. Han spekulerer endda på, at planter kan bruge denne evne til at bekæmpe sæsonbetonede patogener. Men præcis hvordan denne mekanisme ville fungere er uklart.,
den elektriske signalerings rolle i de fleste planter forbliver stort set mystisk og uforklarlig—og garanterer bestemt ikke påstande om, at planter kan “tænke og huske.”Men der er masser af veldokumenterede eksempler på de sofistikerede måder, hvorpå planter ændrer deres egen vækst som reaktion på ændringer i deres miljø.
tænk bare på, at rødder altid vokser i tyngdekraften, og skud vokser altid mod lyset—selvom du vender en plante på sin side., Biologer har udarbejdet, at disse processer, kaldet henholdsvis gravitropisme og fototropisme, er afhængige af hormoner, der ændrer hastigheden af cellulær vækst i plantevæv: hvis den ene side af en rod eller skyde vokser hurtigere end en anden, vil den bøje. Klatreplanter, som vinstokke og creepers, bruger lignende mekanismer til at reagere på berøring, klamrer sig og krøller rundt om den første pol, væg eller gren, de kontakter.
planter behandler også oplysninger fra deres miljø og ændrer deres vækst baseret på disse oplysninger., “Nogle planter blomstrer som dagene bliver kortere og andre som dagene bliver længere. De’ ved’, at dagene bliver længere eller kortere ved at have tabulerede reaktioner på hver dag og natlængde,” siger Van Volkenburgh. “Den måde, dette fungerer på, er baseret på planternes døgnrytme. Folk er ikke klar over, at planter har en døgnrytme, ligesom dyr gør. Planter har alle former for bevægelse baseret på deres døgnrytmer.,”
unge solsikker og andre unge planters blomstrende toppe og blade kan spore solens bue fra øst til vest—et fænomen kaldet heliotropisme, der sikrer maksimal lyseksponering i en afgørende vækstperiode. Så er der mere overraskende eksempler på planter, der ændrer sig som reaktion på deres miljø. Overvej Telegrafplanten: en ejendommelig Asiatisk busk med små satellitblade, der konstant drejer for at overvåge lyset i sit miljø. Satellitten blade pivot så pålideligt og hurtigt, at du rent faktisk kan observere dem bevæger sig i realtid (se filmen nedenfor)., Deres evige dans sporer lysets bevægelse i løbet af dagen og justerer placeringen af de primære blade for at absorbere så meget lys som muligt.
Med disse overraskende eksempler på planter’ evner til at bearbejde information og tilpasse sig til deres omgivelser, er der ingen grund til at forsøge at tilføre planter med intelligens, troede, hukommelse eller andre kognitive evner de ikke virkelig besidder, og ikke har brug for. De er allerede mange kloge.
billede af blad venligst udlånt af Commonsikimedia Commons