Kan planter høre, kommunisere?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Vi er alle for sjåvinistiske. Når vi anser oss selv for å være evolusjonens høydepunkt, fordeler vi alle levende ting i et hierarki i henhold til graden av nærhet til oss selv. Planter er så ulik oss at de ser ut til å være skapninger som om de ikke er helt levende. Den bibelske Noah ble ikke gitt noen instruksjoner for deres redning ombord på arken. Moderne veganere anser det ikke som skammelig å ta livet sitt, og kjemper mot dyreutnyttelse er ikke interessert i «planterettigheter». De har faktisk ikke noe nervesystem, øyne eller ører, de kan ikke slå eller stikke av. Alt dette gjør plantene annerledes, men ikke dårligere på noen måte. De fører ikke en passiv eksistens av en "grønnsak", men de føler verden rundt dem og reagerer på det som skjer rundt dem. Med ordene til professor Jack Schultz, "Planter er bare veldig trege dyr."

De hører

The Secret Life of Plants ble offentlig i stor grad takket være boken av Peter Tompkins, utgitt på begynnelsen av 1970-tallet, på høyden av populariteten til New Age-bevegelsen. Dessverre viste det seg å ikke være fri for mange vrangforestillinger som var karakteristiske for den tiden, og ga opphav til mange myter, hvor den mest kjente var plantens "kjærlighet" for klassisk musikk og forakt for moderne musikk. "Gresskar, tvunget til å lytte til rock, avvek fra høyttalerne og prøvde til og med å klatre opp på den glatte glassveggen i kammeret," beskrev Tompkins eksperimentene utført av Dorothy Retallack.

Jeg må si at fru Retallack ikke var en vitenskapsmann, men en sanger (mezzosopran). Eksperimentene hennes, gjengitt av profesjonelle botanikere, viste ingen spesiell planterespons på musikk av noen stil. Men dette betyr ikke at de ikke hører noe i det hele tatt. Eksperimenter har vist igjen og igjen at planter kan oppfatte og reagere på akustiske bølger - for eksempel vokser røttene til ung mais i retning av en kilde til svingninger med en frekvens på 200-300 Hz (omtrent fra et lite oktavsalt til en pe først). Hvorfor er fortsatt ukjent.

Generelt er det vanskelig å si hvorfor planter trenger «hørsel», selv om evnen til å reagere på lyder i mange tilfeller kan være svært nyttig. Heidi Appel og Rex Cockcroft har vist at Tals rezuhovidka perfekt "hører" vibrasjonene som skapes av bladlusen som sluker bladene. Denne lite iøynefallende slektningen til kål skiller lett slike lyder fra vanlige lyder som vinden, gresshoppeparringssangen eller vibrasjonene forårsaket av en ufarlig flue på et blad.

De skriker

Denne følsomheten er basert på arbeidet til mekanoreseptorer, som finnes i cellene i alle deler av planter. I motsetning til ører er de ikke lokalisert, men fordelt i hele kroppen, som våre taktile reseptorer, og derfor var det langt fra umiddelbart mulig å forstå deres rolle. Etter å ha lagt merke til et angrep, reagerer rezukhovidka aktivt på det, endrer aktiviteten til mange gener, forbereder seg på helbredelse av skader og frigjør glukosinolater, naturlige insektmidler.

Kanskje, på grunn av vibrasjonenes natur, skiller planter til og med mellom insekter: forskjellige typer bladlus eller larver forårsaker helt forskjellige responser fra genomet. Andre planter frigjør søt nektar når de blir angrepet, som tiltrekker seg rovinsekter som veps, de verste fiendene til bladlus. Og alle av dem vil garantert advare naboer: tilbake i 1983 viste Jack Schultz og Ian Baldwin at sunne lønneblader reagerer på tilstedeværelsen av skadede blader, inkludert forsvarsmekanismer. Kommunikasjonen deres foregår i det "kjemiske språket" til flyktige stoffer.

De kommuniserer

Denne høfligheten er ikke begrenset til slektninger, og selv fjerne arter er i stand til å "forstå" hverandres faresignaler: det er lettere å avvise inntrengere sammen. For eksempel er det eksperimentelt vist at tobakk utvikler en beskyttende reaksjon når malurt som vokser i nærheten blir skadet.

Plantene ser ut til å skrike av smerte, advare naboene sine, og for å høre dette skriket trenger du bare å "snuse" godt. Hvorvidt dette kan anses som forsettlig kommunikasjon er imidlertid fortsatt uklart. Kanskje på denne måten sender anlegget selv et flyktig signal fra noen av delene til andre, og naboene leser kun dets kjemiske "ekko". Virkelig kommunikasjon er gitt til dem … "sopp Internett".

Rotsystemene til høyere planter danner nære symbiotiske assosiasjoner med mycelet til jordsopper. De utveksler stadig organisk materiale og mineralsalter. Men strømmen av stoffer er tilsynelatende ikke den eneste som beveger seg langs dette nettverket.

Planter hvis mykorrhiza er isolert fra naboer utvikler seg langsommere og tolererer testing dårligere. Dette antyder at mykorrhiza også tjener til overføring av kjemiske signaler - gjennom formidling, og muligens til og med "sensur" fra soppsymbiontene. Dette systemet har blitt sammenlignet med et sosialt nettverk og blir ofte referert til som Wood Wide Web.

De beveger seg

Alle disse "følelsene" og "kommunikasjonene" hjelper planter med å finne vann, næring og lys, forsvare seg mot parasitter og planteetere og angripe seg selv. De lar deg gjenoppbygge stoffskiftet, vokse og omorientere posisjonen til bladene - å bevege seg.

Oppførselen til Venus-fluefangeren kan virke som noe utrolig: ikke bare spiser denne planten dyr, den jakter dem også. Men det insektetende rovdyret er intet unntak blant annen flora. Bare ved å fremskynde videoen av en uke i livet til en solsikke, vil vi se hvordan den snur seg for å følge solen og hvordan den "sovner" om natten, og dekker bladene og blomstene. Ved høyhastighetsskyting ser den voksende rotspissen ut nøyaktig som en orm eller larve som kryper mot målet.

Planter har ingen muskler, og bevegelse er gitt av cellevekst og turgortrykk, "tettheten" av deres fylling med vann. Cellene fungerer som et komplekst koordinert hydraulisk system. Lenge før videoopptak og time-lapse-teknikken trakk Darwin oppmerksomheten til dette, som studerte den voksende rotens langsomme, men åpenbare reaksjoner på miljøet.

Boken hans The Movement of Plants avsluttes med det berømte: "Det er neppe en overdrivelse å si at spissen av roten, utstyrt med evnen til å styre bevegelsene til nabodelene, fungerer som hjernen til et av de lavere dyrene… som oppfatter inntrykk fra sansene og gir retning til ulike bevegelser."

Noen forskere tok Darwins ord som en annen åpenbaring. Biolog fra Universitetet i Firenze Stefano Mancuso trakk oppmerksomheten til en spesiell gruppe celler på de voksende tuppene av stilken og røttene, som er lokalisert på grensen mellom de delende cellene i det apikale meristem og cellene i strekningssonen som fortsetter å vokse, men ikke dele.

Tilbake på slutten av 1990-tallet oppdaget Mancuso at aktiviteten til denne "overgangssonen" styrer utvidelsen av cellene i strekningssonen, og dermed bevegelsen av hele roten. Dette skjer på grunn av omfordelingen av auxiner, som er de viktigste planteveksthormonene.

De tror?

Som i mange andre vev, merker forskere veldig kjente endringer i membranpolarisering i cellene i overgangssonen selv.

Ladningene i og utenfor dem svinger, som potensialene på membranene til nevroner. Selvfølgelig vil ytelsen til en ekte hjerne aldri oppnås av en så liten gruppe: det er ikke mer enn noen få hundre celler i hver overgangssone.

Men selv i en liten urteaktig plante kan rotsystemet inneholde millioner av slike utviklingsspisser. I sum gir de allerede et ganske imponerende antall "nevroner". Strukturen til dette tenkende nettverket ligner et desentralisert, distribuert Internett-nettverk, og kompleksiteten er ganske sammenlignbar med den virkelige hjernen til et pattedyr.

Det er vanskelig å si hvor mye denne «hjernen» er i stand til å tenke, men den israelske botanikeren Alex Kaselnik og hans kolleger fant ut at i mange tilfeller oppfører planter seg nesten som oss. Forskere satte vanlige frøerter under forhold der de kunne vokse røtter i en potte med et stabilt næringsinnhold eller i en nabo, der den var i konstant endring.

Det viste seg at hvis det er nok mat i den første potten, vil ertene foretrekke det, men hvis det er for lite vil de begynne å "ta risiko" og det vil vokse flere røtter i den andre potten. Ikke alle spesialister var klare til å akseptere ideen om muligheten for å tenke i planter.

Tilsynelatende, mer enn andre, sjokkerte hun Stefano Mancuso selv: i dag er forskeren grunnleggeren og lederen av det unike "International Laboratory of Plant Neurobiology" og krever utvikling av "plantelignende" roboter. Denne samtalen har sin egen logikk.

Tross alt, hvis oppgaven til en slik robot ikke er å jobbe på en romstasjon, men å studere vannregimet eller overvåke miljøet, hvorfor ikke fokusere på planter som er så bemerkelsesverdig tilpasset dette? Og når tiden kommer for å begynne å terraformere Mars, hvem bedre enn planter vil "fortelle" hvordan de skal returnere liv til ørkenen?.. Det gjenstår å finne ut hva plantene selv synes om romutforskning.

Koordinasjon

Planter har en fantastisk følelse av posisjonen til sin egen "kropp" i rommet. Planten, lagt på siden, vil orientere seg og fortsette å vokse i en ny retning, perfekt skille hvor er opp og hvor er ned. Mens den er på en roterende plattform, vil den vokse i retning av sentrifugalkraft. Begge er assosiert med arbeidet til statocytter, celler som inneholder tunge statolittiske sfærer som legger seg under tyngdekraften. Deres plassering lar planten "føle" den vertikale høyre.