Невробиология на растенията: какво мислят растенията?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Растенията нямат мозък и нервни клетки; в сравнение с животните те изглеждат нечувствителни. Биолозите обаче знаят, че представителите на тази група многоклетъчни организми получават информация отвън и я обработват, могат да общуват помежду си с помощта на химически сигнали.

Струва ли си да говорим за "интелигентността" на растенията?

Какво ще замени нервите и мозъка

Деликатните бели цветя на дъбовата анемона са украсата на горите от средната зона. Не е необичайно да видите нейните венчелистчета да се сгънат заедно, въпреки че слънчевият ден е в разгара си. Така че изчакайте дъжда. Отстранявайки цветовете, малкото растение ги предпазва от вода и пориви на вятъра.

В света на флората има много такива механизми, за да се адаптирате към променящите се метеорологични условия, да се предпазите от вредители, да лекувате рани и да получавате хранителни вещества на място.

Органите на възприятието в растенията са специални рецепторни клетки, йонни канали в клетъчните мембрани, които предават електрически сигнали, специални тела, които притежават някои свойства на невроните.

За обмен на информация между различни части на тялото се произвеждат различни медиаторни съединения: хормони, химични съединения, малки некодиращи РНК. Всички тези механизми успешно заместват сетивата и нервната система на растенията.

Сетивното възприятие на растенията се изучава активно до 70-те години на миналия век, след което постепенно избледнява.

През 2005 г. Стефано Мансуко от университета във Флоренция (Италия) и Франтишек Балушка от университета в Бон (Германия) решават, че има много данни за „интелигентността“на растенията и е време да активират тази посока.

Наричаха го "растителна невронаука". Разбира се, това е метафора – говорим за изследване на реакциите и отговорите на външни стимули.

Последователите на растителната невробиология смятат, че по отношение на флората можем да говорим за паметта, системата за натрупване, съхранение и обработка на информация, както и механизма на вземане на решения. Според някои учени за това не са необходими мозък и нервна система, както при животните.

Научната общност като цяло е критична към тази област. В същото време работата в областта на комуникационните и сигнални системи на растенията сега е в челните редици на науката.

Ливаден общ апартамент

Едно от големите открития през последните години е, че растенията могат да разпознават съседите си. За да направят това, те използват дълга червена светлина, химически сигнали, вторични метаболити.

Познаването на околните видове помага на растението да оцелее: избягвайте сянка, защитавайте се от врагове, избирайте най-добрата храна.

Растенията възприемат химически съединения - това, което наричаме миризми от съседни видове. Те се предават по въздуха и под земята чрез корени.

Китайски учени в списание Nature Communications цитират резултатите от експерименти с пшеница. Проучванията показват, че това растение различава миризмите на около сто различни вида, растат рамо до рамо през корените.

В отговор той отделя свои собствени вещества за регулиране на връзката – например нещо като антибиотици, ако наблизо има конкуренти. В резултат на това пшеницата потиска растежа им.

Разбира се, този метод на химическа комуникация не е аналогичен на обонянието при животните, но растенията определено могат не само да излъчват, но и да възприемат миризми.

Например, паразитната връхна трева, додър, намира растението гостоприемник чрез летливи елементи и се разтяга в неговата посока.

Пелин, ранен от вредители, предупреждава роднините за опасността от засилена миризма.

Многогодишната билка златна пръчица е способна сама да възприема химически съединения (феромони), отделяни от мъжките на пъстрата муха, примамваща женската. Отложена върху растение ларва на муха причинява заболяване под формата на жлъчка - голяма топка.

Учените предполагат, че златна пръчка мирише на мухи и укрепва имунната система, за да се пребори с неизбежната болест. За да направите това, листата на тревата увеличават съдържанието на жасмонова киселина, която отблъсква вредителите и помага за заздравяването на увреждането на тъканите.

Добър слух

През 1970 г. в САЩ излиза книгата "Тайният живот на растенията" на Питър Томпкинс и Кристофър Бърд. В него, без да се разчита на научни факти, беше дадена много фантастична информация за цветя и дървета. Например, казва се, че растенията са стресирани, ако в тяхно присъствие се счупи яйце, тиквата се отклонява от високоговорителите, ако от тях звучи скала.

В днешно време са натрупани много факти за възприемането на звуците от растенията. През 2014 г. учени от Университета на Мисури (САЩ) повлияха на малка билка Arabidopsis (Tal rezuhovidka), използвайки звука, който гъсеница дъвче върху нея.

Оказа се, че това повишава съдържанието на антоцианини (лилави багрила) и глюкозинолати (горчивина) в листата на растението. Опитът показва, че резуковидка реагира различно на въздушните вибрации, причинени от дъвчене на листа, вятър и чуруликане на насекоми.

Учени от университета в Мисисипи наскоро проведоха експерименти със соя и живеещи върху нея насекоми – калинки и соеви листни въшки. Те бяха повлияни от различни видове звуци, включително шума на града, трактора, рокендрола. След две седмици растителната биомаса намалява в сравнение с контролата.

Учените обаче не са склонни да вярват, че скалата директно потиска растенията. По-скоро той по някакъв начин повлия на вредителите, което засили дейността им.