新しい研究は、植物が”考えて覚えていることができる”ことを示しています。
植物は、”私たち自身の神経系と非常によく似た方法で葉から葉へ情報を伝達することができる”とBBCニュースは書いている。, この記事では、植物は情報を覚えており、”光の中で暗号化された情報を使用して季節性病原体に対して免疫する”と主張し続けています。”
植物は考えることも覚えることもできません。 これらの借用意しない正確に記述して植物がどのよう機能です。 しかし、ほとんどの生物と同様に、植物は周囲の世界を感知し、環境からの情報を処理し、その成長と発達を変えることによってこの情報に応答するこ, 実際、植物は、植物学者が何世紀にもわたってこれらの能力を知っていたが、多くの人が驚くほど洗練された方法で環境の変化に反応する。
“人々が作る大きな間違いは、植物が何をしているのかを”知っている”かのように話すことです”とワシントン大学の植物学者Elizabeth Van Volkenburghは言います。 “生物学の教師、研究者、学生、そして素人はすべて同じ間違いを犯します。 私はむしろ植物が知っているのではなく、植物が感知し、応答すると言うでしょう。”植物のために”知性”や”考える”のような言葉を使用することは間違っています。, 時にはそれを行うのは楽しいです、それは少し挑発的です。 しかし、それは間違っています。 別の分野から単語を取り、植物に適用することの間違いをすることは容易である。”
BBCのニュース記事は、植物細胞での出版のための研究セットに基づいています。 ポーランドのワルシャワ生命科学大学の共著者Stanislaw Karpinskiは、最近、チェコのプラハで開催された実験生物学会年次総会で彼の研究を発表しました。,
この研究によると、一つの葉の細胞を光で刺激すると、植物全体にわたって電気化学的事象のカスケードが作成され、電気インパルスが動物の神経系の神経細胞に沿って伝播するのと同じように、束鞘細胞と呼ばれる特殊な細胞を介して伝達されるということが主張されている。 研究者らは、暗闇の中でさえ、これらの反応が数時間後に続くことを発見し、一種の記憶を示すと解釈した。,
これは、池の表面が小石に打たれると波打ち続けるので、水が何かを”覚えている”と言っているようなものです。 アナロジーはかなり保持していません。 しかし、植物は電気信号を生成し、光に応答してこれらの信号の機能は、新しい研究の真の焦点である—植物における電気シグナリングに関する研究の
植物には神経はありませんが、植物細胞は動物の神経細胞と同じように活動電位と呼ばれる電気インパルスを生成することができます。, 実際、すべての生物学的細胞は電気的です。
細胞は膜を使って内部を外部から分離します。 一部の小さな小さな分子で浸透膜のミクロ相分離構造が、分子の通過孔またはチャネルの膜とした。 ナトリウム、カリウム、塩化物およびカルシウムのような荷電粒子である。
異なる濃度のイオンが細胞膜の反対側に蓄積するたびに、電流の可能性が存在する。, 細胞は、細胞膜に埋め込まれたタンパク質チャネルとポンプを使用してこの電位を管理します—細胞膜を横切る荷電粒子の流れを調節するゲートキーパー。 細胞の内外のイオンの制御された流れは、植物および動物の両方における電気的シグナル伝達を構成する。
“どの細胞にも膜があります”とアラバマ州のオークウッド大学の植物生理学者であるAlexander Volkovは説明します。 “あなたは電位を作成し、異なる濃度で両側にイオンを持っています。, それは動物や植物の細胞だ場合、それは問題ではありません—それは一般的な化学です。”
特定のタイプの植物細胞は、神経細胞と共通するいくつかの特徴を持っているため、彼らは管状の束に配置され、彼らは彼らの膜にイオンチャネルを保有しています—いくつかの植物学者は、植物が動物の神経系におけるシグナル伝達に似て、これらの細胞の接続されたネットワークに沿って活動電位を伝播することを示唆しています。 しかし、ほとんどの植物学者は、ほとんどの動物がそうであるように、植物は長距離にわたって急速な電気シグナル伝達のために特別に進化した細胞, 植物は単に真の神経系を持っていません。
だから、植物が動物のような神経系で電気信号を使用していない場合、彼らは彼らが作り出す電気インパルスで何をするのですか？ ほとんどの場合、植物生物学者は知らない。 “私たちは、動物でそれについて知っている限り、植物の電気シグナリングについて知っていました”とVan Volkenburgh氏は述べています。 “しかし、ほとんどの植物では、それらの信号が何のためのものかは未解決の問題です。,”この謎の顕著な例外は、肉食性の金星フライトラップやミモザプディカのように、急速な動きのために電気信号に依存する植物である—草食動物を阻止するためにブラッシングされたときに葉が折り畳まれる植物（下の映画を参照）。
近年、いくつかの研究は、植物における電気シグナル伝達が植物細胞におけるあらゆる種類の生物学的プロセスを修飾し、調節することを示唆し 電気信号は、いくつかの植物学者が主張している、エキゾチックな金星フライトラップのスナップトラップよりもパワー—彼らはあなたの芝生の上に成長している草のために同様に重要です。, 植物の電気インパルスを測定することは簡単ですが、特定の植物機能にそれらをリンクすることははるかに困難であり、植物生物学のコミュニテ
Karpinskiの新しい研究は、光活性化された電気的活性を植物の免疫防御と結びつけることを試みている。, 新しい研究では、研究者は、青、赤または白色光または光に植物を暴露した後、一、八、または24時間の強い用量に植物を露出させる前に、いずれかの細菌病 感染前に光で処理した植物は抵抗性を示したが，先行照明なしで感染した植物は抵抗性を示さなかった。
強い光にさらされると、植物は光合成に使うよりも多くのエネルギーを吸収するが、植物はこの余分なエネルギーを無駄にするとは考えていないとカルピンスキー氏は説明する。, Karpinskiという植物に変換し、エネルギーを熱と電気化学的活動できる降のトリガーの生物学的プロセスのように、免疫に対する防御を “植物は光吸収システムを使用してのみ病原体に対する耐性を高めることができるようです”とKarpinski氏は言います。 これらの電気化学的シグナルが制御す。 植物における電気シグナリングは、ダーウィンの時代から知られています。 だったものが記載されていないは光を誘導する行動を検討することが必要となる。 私たちは、青、白、赤の光のための異なる信号があることを発見しました。, 植物が異なる波長の光に信号を送ることができれば、植物も色を見ることができます。”
Karpinskiは、異なる波長の光が葉に当たったときに植物が異なる電気インパルスを生成し、植物がこれらのインパルスを使用して免疫防御を何らかの形で調節すると考えている。 彼は植物が季節的な病原体と戦うためにこの能力を使うことができると推測しています。 しかし、この仕組みがどのように機能するかは不明です。,
ほとんどの植物における電気シグナリングの役割は、ほとんどが神秘的で説明されていないままであり、植物が”考えて覚えている”という主張を保証するものではありません。”しかし、植物が環境の変化に応じて自分の成長を変える洗練された方法のよく文書化された例がたくさんあります。
根は常に重力の方向に成長し、芽は常に光に向かって成長するという事実について考えてみてください—あなたがその側に植物を回しても。, 生物学者は、それぞれ重力屈性および光屈性と呼ばれるこれらのプロセスが、植物組織の細胞増殖速度を変化させるホルモンに依存していること ブドウやつるのような登山植物は、接触する最初の棒、壁、または枝の周りに触れ、しがみついたり、カールしたりするのに同様のメカニズムを使用します。
植物はまた、その環境からの情報を処理し、その情報に基づいて成長を変えます。, “日が短くなっているようにいくつかの植物の花と日が長くなっているように他の人。 ているこの日はだんだん長くなった短くすることに集計し反応を毎日夜長”とヴァンVolkenburgh. “これが機能する方法は、植物の概日リズムに基づいています。 人々は植物が動物のように概日リズムを持っていることに気づいていません。 植物は概日リズムに基づいてあらゆる種類の動きを持っています。,”
若いヒマワリや他の若い植物の開花のトップスと葉は、東から西への太陽の弧をトレースすることができます—成長の重要な期間中に最大の光暴露を保証するヘリオトロピズムと呼ばれる現象。 そして、その環境に応じて変化する植物のより驚くべき例があります。 電信植物を考えてみましょう：その環境の光を監視するために常に回転する小さな衛星の葉を持つ独特のアジアの低木。 衛星紅葉のピボットなので確実かつ迅速で実際に観察する移動のリアルタイムに見る映画。, 彼らの永遠のダンスは、一日の間に光の動きを追跡し、できるだけ多くの光を吸収するように主要な葉の位置を調整します。
植物が情報を処理して環境に適応する能力のような驚くべき例では、植物が本当に持っていない、必要のない知性、思考、記憶、または他の認知能力を植物に与えようとする必要はありません。 彼らはすでに十分にスマートです。
ウィキメディア-コモンズの葉の礼儀のイメージ