nowe badania pokazują, że rośliny „mogą myśleć i pamiętać”, zgodnie z wiadomością opublikowaną w tym tygodniu.
rośliny mogą przekazywać informacje „od liścia do liścia w bardzo podobny sposób do naszego własnego układu nerwowego”., Artykuł nadal utrzymuje, że rośliny zapamiętują informacje i używają ” informacji zaszyfrowanych w świetle, aby uodpornić się na sezonowe patogeny.”
rośliny nie mogą myśleć ani pamiętać. Te zapożyczone terminy nie opisują dokładnie, jak funkcjonują rośliny. Jednak, jak większość organizmów, rośliny mogą wyczuwać otaczający ich świat, przetwarzać informacje ze swojego środowiska i reagować na te informacje, zmieniając ich wzrost i rozwój., W rzeczywistości rośliny reagują na zmiany w swoim środowisku w sposób, który wielu uznałoby za zaskakująco wyrafinowany, chociaż botanicy wiedzieli o tych zdolnościach od wieków.
„wielkim błędem, który ludzie popełniają, jest mówienie tak, jakby rośliny” wiedziały”, co robią”, mówi Elizabeth Van Volkenburgh, botanik z Uniwersytetu w Waszyngtonie. „Nauczyciele biologii, naukowcy, studenci i ludzie świeccy popełniają ten sam błąd. Wolę powiedzieć, że roślina wyczuwa i reaguje, niż roślina wie.”Używanie słów takich jak „inteligencja” lub „myśl” w odniesieniu do roślin jest po prostu złe., Czasami jest to zabawne, trochę prowokujące. Ale to jest złe. Łatwo popełnić błąd, biorąc słowo z innego pola i stosując je do rośliny.”
Współautor Stanisław Karpiński z Uniwersytetu Przyrodniczego w Polsce przedstawił ostatnio swoje badania na dorocznym spotkaniu Towarzystwa Biologii Doświadczalnej w Pradze, Czechy.,
historia utrzymuje, że zgodnie z badaniem, stymulowanie jednej komórki liścia światłem tworzy kaskadę zdarzeń elektrochemicznych w całej roślinie, komunikowanych przez wyspecjalizowane komórki zwane komórkami pęczka-osłony, tak jak impulsy elektryczne są propagowane wzdłuż komórek nerwowych w układzie nerwowym zwierzęcia. Naukowcy odkryli, że reakcje te trwały kilka godzin później, nawet w ciemności, co zinterpretowali jako rodzaj pamięci.,
to tak jakby powiedzieć, że ponieważ powierzchnia stawu nadal marszczy po uderzeniu przez Kamyk, woda coś „zapamięta”. Analogia nie trzyma się kupy. Ale rośliny wytwarzają sygnały elektryczne, a funkcja tych sygnałów w odpowiedzi na światło jest prawdziwym celem nowego badania—najnowszego wkładu w rosnącą liczbę prac na temat sygnalizacji elektrycznej w roślinach.
chociaż rośliny nie mają nerwów, komórki roślinne są zdolne do generowania impulsów elektrycznych zwanych potencjałami działania, podobnie jak komórki nerwowe u zwierząt., W rzeczywistości wszystkie komórki biologiczne są elektryczne.
komórki używają membran do oddzielania swoich wnętrz od zewnętrznych. Niektóre bardzo małe cząsteczki mogą infiltrować błony, ale większość cząsteczek musi przejść przez pory lub kanały znajdujące się w błonie. Jedną z grup cząsteczek migrujących jest rodzina jonów: naładowane cząstki, takie jak sód, potas, chlorek i wapń.
ilekroć różne stężenia jonów gromadzą się po przeciwnych stronach błony komórkowej, istnieje potencjał dla prądu elektrycznego., Komórki zarządzają tym potencjałem elektrycznym za pomocą kanałów białkowych i pomp wbudowanych w błonę komórkową-gatekeeperów, które regulują przepływ naładowanych cząstek przez błonę komórkową. Kontrolowany przepływ jonów do i z komórki stanowi sygnalizację elektryczną zarówno u roślin, jak i zwierząt.
„w każdej komórce masz błonę” – wyjaśnia Alexander Volkov, fizjolog roślin na Uniwersytecie Oakwood w Alabamie. „Masz jony po obu stronach w różnych stężeniach, co tworzy potencjał elektryczny., Nie ma znaczenia, czy jest to komórka zwierzęca czy roślinna—to Chemia Ogólna.”
ponieważ niektóre rodzaje komórek roślinnych mają pewne cechy wspólne z komórkami nerwowymi—są one rozmieszczone w wiązkach rurowych, mają kanały jonowe w błonach—niektórzy botanicy sugerują, że rośliny propagują potencjały działania wzdłuż połączonych sieci tych komórek, podobne do sygnalizacji w układzie nerwowym zwierzęcia. Ale większość botaników zgadza się, że rośliny nie mają sieci komórek, które wyewoluowały specjalnie do szybkiej sygnalizacji elektrycznej na duże odległości, jak większość zwierząt., Rośliny po prostu nie mają prawdziwego układu nerwowego.
więc jeśli rośliny nie używają sygnałów elektrycznych w układach nerwowych, takich jak zwierzęta, co robią z impulsami elektrycznymi, które wytwarzają? W większości przypadków biolodzy roślin nie wiedzą. „Wiemy o sygnalizacji elektrycznej w roślinach tak długo, jak wiemy o niej u zwierząt”, mówi Van Volkenburgh. „Ale w większości roślin, do czego służą te sygnały, pozostaje otwarte pytanie.,”Wyjątkami od tej tajemnicy są rośliny, które wykorzystują sygnały elektryczne do szybkiego poruszania się, takie jak mięsożerna muchołówka Wenus lub Mimosa pudica—roślina, której liście rozkładają się po szczotkowaniu, aby zniechęcić roślinożerców (zobacz film poniżej).
w ostatnich latach niektóre badania sugerują, że sygnalizacja elektryczna w roślinach modyfikuje i reguluje wszystkie rodzaje procesów biologicznych w komórkach roślinnych. Niektórzy botanicy argumentowali, że sygnały elektryczne zasilają więcej niż pułapki egzotycznej muchówki Wenus—są one tak samo ważne dla trawy rosnącej na twoim trawniku., Pomiar impulsów elektrycznych w roślinach jest łatwy, ale powiązanie ich z konkretnymi funkcjami roślin jest znacznie trudniejsze, a społeczność biologii roślin nie osiąga konsensusu co do tego, jak większość roślin wykorzystuje te impulsy.
nowe badania Karpińskiego próbują powiązać aktywność elektryczną aktywowaną światłem z obronnością układu odpornościowego w roślinach., W nowym badaniu naukowcy zainfekowali liście Arabidopsis thaliana (rzeżucha thale) bakteryjnym patogenem na godzinę przed wystawieniem rośliny na silną dawkę niebieskiego, czerwonego lub białego światła lub jedną, osiem lub 24 godziny po wystawieniu rośliny na światło. Rośliny poddane działaniu światła przed zakażeniem rozwinęły odporność, ale rośliny zakażone bez wcześniejszego oświetlenia nie wykazywały odporności.
pod wpływem silnego światła, Karpiński wyjaśnia, że rośliny pochłaniają więcej energii niż mogą wykorzystać do fotosyntezy—ale nie uważa, że rośliny marnują tę nadmiar energii., Karpiński mówi, że rośliny przekształcają energię w ciepło i aktywność elektrochemiczną, która może później wywołać procesy biologiczne, takie jak mechanizmy obronne układu odpornościowego. „Wydaje się, że rośliny mogą podnieść odporność na patogeny tylko za pomocą swojego systemu pochłaniania światła” – mówi Karpiński. „Odkryliśmy, że sygnalizacja elektrochemiczna reguluje ten proces. Sygnalizacja elektryczna w roślinach jest znana od czasów Darwina—nie jest niczym nowym. Ale to, czego nie opisano, to to, że światło może wywoływać potencjały działania. Odkryliśmy, że istnieje inna sygnalizacja dla światła niebieskiego, białego i czerwonego., Jeśli rośliny mogą sygnalizować inaczej różne długości fal światła, wtedy rośliny mogą również widzieć kolory.”
Karpiński uważa, że rośliny generują różne impulsy elektryczne, gdy różne długości fal światła uderzają w ich liście i że rośliny wykorzystują te impulsy, aby jakoś regulować swoją odporność. Spekuluje nawet, że rośliny mogą wykorzystać tę zdolność do walki z sezonowymi patogenami. Ale dokładnie jak ten mechanizm będzie działać nie jest jasne.,
rola sygnalizacji elektrycznej w większości roślin pozostaje w dużej mierze tajemnicza i niewyjaśniona—i z pewnością nie uzasadnia twierdzeń, że rośliny mogą „myśleć i pamiętać.”Istnieje jednak wiele dobrze udokumentowanych przykładów wyrafinowanych sposobów, w jakie rośliny zmieniają swój wzrost w odpowiedzi na zmiany w ich środowisku.
pomyśl tylko o tym, że korzenie zawsze rosną w kierunku grawitacji, a pędy zawsze rosną w kierunku światła—nawet jeśli obrócisz roślinę na bok., Biolodzy odkryli, że procesy te, zwane odpowiednio grawitropizmem i fototropizmem, polegają na hormonach, które zmieniają tempo wzrostu komórek w tkankach roślinnych: jeśli jedna strona korzenia lub pędu rośnie szybciej niż druga, będzie się wyginać. Rośliny pnące, takie jak pnącza i pnącza, używają podobnych mechanizmów, aby reagować na dotyk, trzymając się i zwijając wokół pierwszego słupa, ściany lub gałęzi, z którymi się stykają.
rośliny przetwarzają również informacje ze swojego środowiska i na podstawie tych informacji zmieniają swój wzrost., „Niektóre rośliny kwitną, gdy dni stają się krótsze, a inne, gdy dni stają się dłuższe. „Wiedzą”, że dni stają się dłuższe lub krótsze, mając tabelaryczne reakcje na długość każdego dnia i nocy”, mówi Van Volkenburgh. „Sposób, w jaki to działa, opiera się na rytmie dobowym roślin. Ludzie nie zdają sobie sprawy, że rośliny mają rytm dobowy, tak jak zwierzęta. Rośliny mają wszystkie rodzaje ruchu w oparciu o ich rytmy okołodobowe.,”
Młode słoneczniki i kwitnące wierzchołki i liście innych młodych roślin mogą prześledzić łuk słońca ze wschodu na zachód—zjawisko zwane heliotropizmem, które zapewnia maksymalną ekspozycję na światło w kluczowym okresie wzrostu. Potem jest więcej zaskakujących przykładów roślin zmieniających się w odpowiedzi na ich środowisko. Rozważmy roślinę telegraficzną: osobliwy Azjatycki krzew z maleńkimi liśćmi satelitów, które stale obracają się, aby monitorować światło w swoim otoczeniu. Satelita opuszcza pivot tak niezawodnie i szybko, że można faktycznie obserwować ich ruch w czasie rzeczywistym(Zobacz film poniżej)., Ich nieustanny taniec śledzi ruch światła w ciągu dnia, dostosowując pozycję liści pierwotnych, aby pochłonąć jak najwięcej światła.
przy tak zaskakujących przykładach zdolności roślin do przetwarzania informacji i dostosowywania się do ich środowiska, nie ma potrzeby, aby próbować nadać roślinom inteligencję, myśl, pamięć lub inne zdolności poznawcze, których tak naprawdę nie posiadają i których nie potrzebują. Są już bardzo mądrzy.
zdjęcie liścia dzięki uprzejmości Wikimedia Commons