Kasvien neurobiologia: mitä kasvit ajattelevat?

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Kasveilla ei ole aivoja ja hermosoluja, eläimiin verrattuna ne näyttävät olevan herkkiä. Biologit kuitenkin tietävät, että tämän monisoluisten organismien ryhmän edustajat vastaanottavat tietoa ulkopuolelta ja käsittelevät sitä, he voivat kommunikoida keskenään kemiallisten signaalien avulla.

Kannattaako puhua kasvien "älykkyydestä"?

Mikä korvaa hermot ja aivot

Tammivuokon herkät valkoiset kukat ovat keskivyöhykkeen metsien koristelu. Ei ole harvinaista nähdä hänen terälehtensä taittuvan yhteen, vaikka aurinkoinen päivä on täydessä vauhdissa. Joten odota sadetta. Poistamalla kukat pieni kasvi suojaa niitä vedeltä ja tuulenpuuskilta.

Kasvimaailmassa on monia tällaisia mekanismeja, joilla voidaan mukautua muuttuviin sääolosuhteisiin, suojautua tuholaisilta, parantaa haavoja ja saada ravinteita paikan päällä.

Kasvien havaintoelimet ovat erityisiä reseptorisoluja, solukalvojen ionikanavia, jotka välittävät sähköisiä signaaleja, erityisiä kappaleita, joilla on joitain hermosolujen ominaisuuksia.

Tiedon vaihtamiseksi kehon eri osien välillä tuotetaan erilaisia välittäjäyhdisteitä: hormoneja, kemiallisia yhdisteitä, pieniä ei-koodaavia RNA:ita. Kaikki nämä mekanismit korvaavat onnistuneesti kasvien aistit ja hermoston.

Kasvien aistinvaraista havaintoa tutkittiin aktiivisesti 1970-luvulle asti, minkä jälkeen se vähitellen hävisi.

Vuonna 2005 Stefano Mansuko Firenzen yliopistosta (Italia) ja František Baluschka Bonnin yliopistosta (Saksa) päättivät, että kasvien "älykkyydestä" on paljon tietoa ja oli aika aktivoida tämä suunta.

He kutsuivat sitä "kasvien neurotieteeksi". Tietenkin tämä on metafora - puhumme reaktioiden ja reaktioiden tutkimuksesta ulkoisiin ärsykkeisiin.

Kasvineurobiologian seuraajat uskovat, että kasviston suhteen voidaan puhua muistista, tiedon keräämis-, varastointi- ja käsittelyjärjestelmästä sekä päätöksentekomekanismista. Joidenkin tutkijoiden mukaan tämä ei vaadi aivoja ja hermostoa, kuten eläimillä.

Tiedeyhteisö kokonaisuudessaan on kriittinen tätä alaa kohtaan. Samaan aikaan kasvien viestintä- ja merkinantojärjestelmien alalla työ on nyt tieteen eturintamassa.

Niitty yhteishuoneisto

Yksi viime vuosien suurimmista löydöistä on, että kasvit pystyvät tunnistamaan naapurinsa. Tätä varten he käyttävät punaista kaukovaloa, kemiallisia signaaleja ja sekundaarisia metaboliitteja.

Ympäröivien lajien tuntemus auttaa kasvia selviytymään: vältä varjoa, puolustaudu vihollisilta, valitse parasta ruokaa.

Kasvit havaitsevat kemiallisia yhdisteitä - mitä kutsumme naapurieläinlajien hajuiksi. Ne leviävät ilmassa ja maan alla juurien kautta.

Kiinalaiset tutkijat Nature Communications -lehdessä lainaavat vehnällä tehtyjen kokeiden tuloksia. Tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä kasvi erottaa noin sadan eri lajin tuoksut, jotka kasvavat vierekkäin juurien kautta.

Vastauksena se vapauttaa omia aineitaan säätelemään suhdetta - esimerkiksi jotain antibiootteja, jos kilpailijoita on lähellä. Tämän seurauksena vehnä estää niiden kasvua.

Tämä kemiallinen viestintämenetelmä ei tietenkään ole analoginen eläinten hajuaistin kanssa, mutta kasvit eivät todellakaan pysty ainoastaan lähettämään, vaan myös havaitsemaan hajuja.

Esimerkiksi loisruoho, doder, löytää isäntäkasvin haihtuvien elementtien avulla ja venyy sen suuntaan.

Tuholaisten haavoittama koiruoho varoittaa sukulaisia lisääntyneen hajun vaarasta.

Monivuotinen yrtti kultapippura pystyy itse havaitsemaan naaraspuolista houkuttelevan kirjavan kärpäsen urosten erittämiä kemiallisia yhdisteitä (feromoneja). Kasviin kerääntynyt kärpäsen toukka aiheuttaa taudin sapen - suuren pallon - muodossa.

Tutkijat ovat ehdottaneet, että kultapiippu haisee kärpäsiä ja vahvistaa immuunijärjestelmää torjumaan väistämätöntä tautia. Tätä varten ruohon lehdet lisäävät jasmonihappopitoisuutta, joka karkottaa tuholaisia ja auttaa parantamaan kudosvaurioita.

Hyvä kuulo

Vuonna 1970 Yhdysvalloissa julkaistiin Peter Tompkinsin ja Christopher Birdin kirja "The Secret Life of Plants". Siinä annettiin paljon fantastista tietoa kukista ja puista luottamatta tieteellisiin tosiasioihin. Esimerkiksi sanottiin, että kasvit stressaantuvat, jos muna rikkoutuu heidän läsnäolossaan, kurpitsa poikkeaa kaiuttimista, jos niistä kuuluu rock.

Nykyään kasvien äänihavainnoista on kertynyt monia faktoja. Vuonna 2014 Missourin yliopiston (USA) tutkijat vaikuttivat pieneen yrttiin, Arabidopsikseen (Tal rezuhovidka) käyttämällä ääntä, jota toukka pureskelee sitä.

Kävi ilmi, että tämä lisää antosyaniinien (violettien väriaineiden) ja glukosinolaattien (katkeruus) pitoisuutta kasvin lehdissä. Kokemus on osoittanut, että rezukovidka reagoi eri tavalla lehtien pureskelun, tuulen ja sirkuttavien hyönteisten aiheuttamiin ilmanvärähtelyihin.

Mississippin yliopiston tutkijat tekivät äskettäin kokeita soijapavuilla ja siinä elävillä hyönteisillä - leppäkerttuilla ja soijakirvilla. He saivat vaikutteita erilaisista äänistä, kuten kaupungin melusta, traktorista, rock and rollista. Kahden viikon kuluttua kasvin biomassa pieneni kontrolliin verrattuna.

Tiedemiehet eivät kuitenkaan ole taipuvaisia uskomaan, että kivi sorreisi kasveja suoraan. Pikemminkin hän vaikutti jollakin tavalla tuholaisiin, mikä tehosti heidän toimintaansa.