Ny forskning viser at planter kan tenke og huske,» i henhold til en nyhet publisert denne uken.
Planter kan overføre informasjon «fra blad til blad i en svært lik måte til vårt eget nervesystem,» BBC News skrev., Artikkelen fortsetter med å hevde at planter huske informasjon og å bruke informasjon som er kryptert i lyset for å immunisere seg mot sesongens patogener.»
Planter kan ikke tenke eller huske. Disse lånt vilkår ikke nøyaktig beskriver hvordan planter funksjon. Men, som de fleste organismer, planter kan sanse verden rundt dem, behandle informasjon fra sine omgivelser, og svarer til denne informasjonen ved å endre deres vekst og utvikling., Faktisk, planter reagerer på endringer i miljøet på måter som mange vil finne overraskende sofistikert, selv om botanikere har kjent disse evnene i århundrer.
«En stor feil folk gjør er å snakke som om planter» vet » hva de gjør,» sier Elizabeth Van Volkenburgh, en botaniker ved University of Washington. «Biologi lærere, forskere, studenter og la folk gjøre den samme feilen. Jeg vil mye heller si at en plante sanser og svarer, snarere enn anlegget » vet.»Ved hjelp av ord som ‘intelligens’ eller ‘tror’ for planter er bare galt., Noen ganger er det gøy å gjøre, det er litt provoserende. Men det er bare galt. Det er lett å gjøre feil for å ta et ord fra et annet felt og bruke det på en plante.»
BBC News historien er basert på en studie sett for publisering i Plante-Celle. Co-forfatteren Stanislaw Karpinski av Warszawa-Universitetet for miljø-og biovitenskap i Polen nylig presentert sin forskning på annual meeting of the Society for Eksperimentell Biologi i Praha, tsjekkia.,
historien hevder at, ifølge studien, stimulerende ett blad celle med lys skaper en kaskade av elektrokjemiske arrangementer over hele anlegget, formidlet via spesialiserte celler som kalles bundle-slire celler som elektriske impulser er spredd langs nerve celler i nervesystemet av et dyr. Forskerne fant at disse reaksjonene fortsatte i flere timer senere, selv i mørke, som de tolket til å indikere en type minne.,
Dette er som å si at fordi overflaten av en dam fortsetter å ringvirkninger når truffet av en stein, vann er å «huske» noe. Analogien ikke helt inne. Men planter produserer elektriske signaler, og funksjonen av disse signalene i respons på lys er den virkelige fokus for den nye studie—de siste bidrag til en voksende kropp arbeid om signalering i elektriske anlegg.
Selv om plantene ikke har nerver, planter celler er i stand til å generere elektriske impulser som heter action potensialer, akkurat som nerve celler i dyr gjør., Faktisk, alle biologiske celler er elektrisk.
Cellene bruker membran for å holde sine interiør atskilt fra sine exteriors. Noen svært små molekyler som kan infiltrere membraner, men de fleste molekyler må passere gjennom porene eller tv funnet i løpet av membranen. En gruppe av vandrende molekyler er ion familie: ladde partikler som natrium, kalium, klorid og kalsium.
Når ulike konsentrasjoner av ioner samle på motsatte sider av en celle membran, det finnes potensial for en elektrisk strøm., Cellene klarer denne elektriske potensial ved hjelp av protein-tv og pumper innebygd i cellemembranen—portvoktere som regulerer strømmen av ladete partikler på tvers av cellemembranen. Den kontrollerte strøm av ioner inn og ut av en celle utgjør elektriske signalanlegg i både planter og dyr.
«I en hvilken som helst celle du har en membran,» sier Alexander Volkov, en plante fysiolog på Oakwood University i Alabama. «Du har ioner på begge sider i ulike konsentrasjoner, noe som skaper et elektrisk potensial., Det spiller ingen rolle om det er et dyr eller en plante celle—det er generell kjemi.»
Fordi visse typer av plante-cellene har noen fellestrekk med nerve celler—de er ordnet i rørformede bunter, de harbor-ion-tv i sin membraner—noen botanikere har foreslått at plantene spirer handling potensialet langs koblet nettverk av disse cellene, som er beslektet med signalering i et dyr, er nervesystemet. Men de fleste botanikere er enig i at planter ikke har et nettverk av celler som har utviklet seg spesielt for rask elektriske signaler over lange avstander, som de fleste dyr gjør., Plantene rett og slett ikke har en sann nervesystem.
Så hvis plantene ikke ved hjelp av elektriske signaler i nervesystem som dyr, hva gjør de med de elektriske impulsene de produserer? I de fleste tilfeller, anlegg biologer vet ikke. «Vi har visst om signalering i elektriske anlegg for så lenge vi har visst om det i dyr,» sier Van Volkenburgh. «Men i de fleste planter, hva de signaler som er for, er et åpent spørsmål.,»De unntak til dette mysteriet er planter som er avhengige av elektriske signaler for rask bevegelse, som den kjøttetende Venus flytrap eller Mimosa pudica—en plante med blader kaste opp når børstet for å motvirke planteetere (se film nedenfor).
I de siste årene, noe forskning har antydet at signalering i elektriske anlegg endrer og regulerer alle typer biologiske prosesser i anlegget celler. Elektriske signaler, noen botanikere har hevdet, makt mer enn festing feller av eksotiske Venus flytrap—de er bare så viktig for gress som vokser på plenen., Måling av elektriske impulser i planter er lett, men å knytte dem til bestemte anlegg funksjoner er mye mer vanskelig og plantebiologi samfunnet er ikke på langt nær å nå en enighet om hvordan de fleste planter bruke disse impulsene.
Karpinski nye studien forsøker å knytte lys-aktivert elektriske aktiviteten til immunsystemet forsvar i planter., I den nye studien, forskere infisert bladene av Arabidopsis thaliana (thale karse) med en bakterielle patogener enten en time før utsette anlegget til en sterk dose av blått, rødt eller hvitt lys eller en åtte eller 24 timer etter eksponering anlegget til lys. Planter behandlet med lys før infeksjon utviklet resistens, men planter infisert uten noen forutgående belysning viste ingen motstand.
Når de utsettes for sterkt lys, Karpinski forklarer, planter absorberer mer energi enn de kan bruke for fotosyntese—men han tror ikke planter avfall dette overflødig energi., Karpinski sier planter konverterer energi til varme og elektrokjemiske aktiviteten som senere kan utløse biologiske prosesser, som immun forsvar. «Det ser ut til at planter kan øke motstanden mot patogener bare ved hjelp av sitt lys absorpsjon system,» Karpinski sier. «Vi fant at elektrokjemiske signaler er å regulere denne prosessen. Signalering i elektriske anlegg er kjent fra den tid av Darwin—det er ikke noe nytt. Men det som ikke var beskrevet, er at lyset kan indusere handling potensialer. Vi har funnet ut at det er et annet uttrykk for blått, hvitt og rødt lys., Hvis planter kan signalisere annerledes forskjellige bølgelengder av lys, da planter kan se farger også.»
Karpinski tenker planter generere ulike elektriske impulser når forskjellige bølgelengder av lys treffer bladene sine, og at de bruker disse impulsene til en eller annen måte regulere sine immun forsvar. Han har til og med spekulert i at planter kan bruke denne muligheten til å kjempe sesongens patogener. Men nøyaktig hvordan denne mekanismen ville fungere, er uklart.,
Den rollen elektriske signalene i de fleste planter er fortsatt i stor grad mystiske og uforklarlige—og absolutt ikke garanterer hevder at planter kan «tenke og huske.»Men det er nok av godt dokumenterte eksempler på grunn av den sofistikerte måter i hvilke planter endre sin egen vekst i respons til endringer i deres miljø.
tenk om det faktum at røttene alltid vokse i retning av tyngdekraften og skyter alltid vokser mot lyset—selv om du slår en plante på sin side., Biologer har jobbet ut at disse prosessene, kalt gravitropism og phototropism henholdsvis stole på hormoner som endrer pris på mobilnettet vekst i plante-vev: Hvis en side av en rot eller skyte vokser raskere enn en annen, det kommer til å bøye. Klatring planter, som vinstokker og villvin, bruk lignende mekanismer for å reagere på berøring, klamrer seg og krøller seg rundt den første pole, vegg, eller gren de tar kontakt.
Planter også behandle informasjon fra sine omgivelser og endre deres vekst basert på denne informasjonen., «Noen planter blomst som dagene blir kortere og andre som dagene blir lengre. De ‘vet’ at dagene blir lengre eller kortere ved å ha ordnet reaksjoner på hver dag og natt lengde, sier Van Volkenburgh. «Måten dette fungerer på er basert på døgnrytmen av planter. Folk innser ikke at planter har en døgnrytme akkurat som dyr gjør. Planter har alle slags bevegelse basert på sin døgnrytme.,»
Unge solsikker og andre unge planter’ blomstertopper og bladene kan spore solen arc s fra Øst til Vest—et fenomen som kalles heliotropism som sikrer maksimal lys eksponering i løpet av en periode som var avgjørende for vekst. Så det er mer oppsiktsvekkende eksempler på planter endring i respons til sitt miljø. Vurdere Telegraph anlegg: en særegen Asiatiske busk med små satellitt-blader som stadig sving for å overvåke lys i sitt miljø. Den satellitt forlater pivot så dependably og raskt som du faktisk kan observere dem beveger seg i sanntid (se film nedenfor)., Deres evigvarende dance-låter bevegelse av lys i løpet av dagen, for å justere plasseringen av den primære bladene til å absorbere så mye lys som mulig.
Med så overraskende eksempler på planter’ evner til å bearbeide informasjon og tilpasse seg til sine omgivelser, er det ingen grunn til å prøve og gi planter med intelligens, tanker, minnekort eller andre kognitive evner de ikke virkelig besitter og ikke trenger. De er nok smart allerede.
Bilde av blad gjengitt med tillatelse fra Wikimedia Commons