Zelený „internet“: ako rastliny medzi sebou tajne komunikujú

Obsah:

Zelený „internet“: ako rastliny medzi sebou tajne komunikujú
Zelený „internet“: ako rastliny medzi sebou tajne komunikujú
Anonim

Listy „kričia“, kvety „počujú“a stromy v lese komunikujú prostredníctvom vlastného „internetu“- stačí len vedieť, ako sa pozrieť do ich tajného života.

Všetci sme príliš šovinistickí. Keďže sa považujeme za vrchol evolúcie, rozdeľujeme všetky živé veci v hierarchii podľa stupňa ich blízkosti. Rastliny sú na rozdiel od nás také odlišné, že sa zdajú byť tvormi, ako keby nie celkom živé. Biblickému Noemovi neboli poskytnuté žiadne pokyny o ich záchrane na palube archy. Moderní vegáni nepovažujú za hanebné vziať si život a bojovníkov proti vykorisťovaniu zvierat „práva rastlín“nezaujíma. V skutočnosti nemajú žiadny nervový systém, oči a uši, nemôžu udrieť ani utiecť. To všetko robí rastliny odlišné, ale v žiadnom prípade nie nižšie. Nevedú k pasívnej existencii „zeleniny“, ale cítia svet okolo seba a reagujú na to, čo sa okolo nich deje. Podľa slov profesora Jacka Schultza „Rastliny sú len veľmi pomalé zvieratá“.

Počujú

Tajný život rastlín sa dostal na verejnosť vďaka veľkej časti knihe Petera Tompkinsa, ktorá vyšla na začiatku 70. rokov minulého storočia, na vrchole popularity hnutia New Age. Nanešťastie sa ukázalo, že nie je oslobodený od mnohých bludov charakteristických pre túto dobu a vyvolal vznik mnohých mýtov, z ktorých najznámejšia bola „láska“k rastlinám ku klasickej hudbe a pohŕdanie modernou hudbou. „Tekvica, nútená počúvať rock, sa odchýlila od reproduktorov a dokonca sa pokúsila vyliezť na klzkú sklenenú stenu komory,“- Tompkins opísal experimenty, ktoré vykonala Dorothy Retallacková.

Musím povedať, že pani Retallacková nebola vedkyňa, ale speváčka (mezzosoprán). Jej experimenty, reprodukované profesionálnymi botanikmi, nepreukázali žiadnu zvláštnu odozvu rastlín na hudbu akéhokoľvek štýlu. To však neznamená, že nepočujú vôbec nič. Experimenty znova a znova dokázali, že rastliny dokážu vnímať a reagovať na akustické vlny - napríklad korene mladej kukurice rastú v smere zdroja oscilácií s frekvenciou 200 - 300 Hz (približne od nízkooktávovej soli do najskôr pe). Prečo je stále neznáme.

Vo všeobecnosti je ťažké povedať, prečo rastliny potrebujú „sluch“, aj keď v mnohých prípadoch môže byť schopnosť reagovať na zvuky veľmi užitočná. Heidi Appel a Rex Cockcroft ukázali, že Talova rezuhovidka dokonale „počuje“vibrácie vytvárané voškou, ktorá požiera jej listy. Tento nenápadný príbuzný kapusty ľahko rozozná tieto zvuky od bežných zvukov, ako je vietor, pieseň párenia kobylky alebo vibrácie spôsobené neškodnou muchou na liste.

Image
Image

Helen Steiner spolupracuje so spoločnosťou Microsoft na umeleckom projekte Florence, systéme komunikácie s izbovými rastlinami. Podľa koncepcie je možné signály do závodu prenášať pomocou svetla a farby a odpoveď je možné rozpoznať podľa zloženia emitovaných prchavých látok a celkového stavu závodu. Počítačový algoritmus „prekladá“tieto signály do slov bežnej ľudskej reči.

Kričia

Táto citlivosť je založená na práci mechanoreceptorov, ktoré sa nachádzajú v bunkách všetkých častí rastlín. Na rozdiel od uší nie sú lokalizované, ale distribuované v celom tele, podobne ako naše hmatové receptory, a preto nebolo ani zďaleka možné okamžite pochopiť ich úlohu. Keď si rezuhovidka všimla útok, aktívne naň reaguje, mení aktivitu mnohých génov, pripravuje sa na hojenie zranení a uvoľňuje glukozinoláty, prírodné insekticídy. Rastliny podľa povahy vibrácií dokonca rozlišujú medzi hmyzom: rôzne druhy vošiek alebo húseníc spôsobujú úplne odlišné reakcie od genómu. Ostatné rastliny pri útoku uvoľňujú sladký nektár, ktorý priťahuje dravý hmyz, ako sú osy, najhorší nepriatelia vošiek. A všetci určite varujú susedov: v roku 1983 Jack Schultz a Ian Baldwin ukázali, že zdravé javorové listy reagujú na prítomnosť poškodených, vrátane obranných mechanizmov. Ich komunikácia prebieha v „chemickom jazyku“prchavých látok.

Komunikujú

Táto zdvorilosť sa neobmedzuje iba na príbuzných a dokonca aj vzdialené druhy sú schopné navzájom „porozumieť“nebezpečným signálom: je jednoduchšie spoločne odraziť votrelcov. Experimentálne sa napríklad ukázalo, že tabak vyvíja ochrannú reakciu, keď je poškodený palina blízka. Rastliny akoby kričali od bolesti, varovali svojich susedov a aby ste počuli tento krik, stačí sa len dobre „oňuchať“. Či to však možno považovať za úmyselnú komunikáciu, stále nie je jasné. Možno týmto spôsobom samotná rastlina prenáša prchavý signál z niektorých svojich častí do iných a susedia čítajú iba jej chemické „ozveny“. Je im poskytovaná skutočná komunikácia … „hubový internet“.

Koreňové systémy vyšších rastlín vytvárajú blízke symbiotické asociácie s mycéliom pôdnych húb. Neustále si vymieňajú organické látky a minerálne soli. Tok látok však zrejme nie je jediný, ktorý sa pohybuje po tejto sieti. Rastliny, ktorých mykoríza je izolovaná od susedov, sa vyvíjajú pomalšie a horšie tolerujú testovanie. To naznačuje, že mykoríza slúži aj na prenos chemických signálov - prostredníctvom mediácie a možno dokonca „cenzúry“od symbiontov húb. Tento systém bol porovnaný so sociálnou sieťou a často sa označuje jednoducho ako Wood Wide Web.

Image
Image

Švajčiarsky startup Vivent ponúka milovníkom rastlín nákup hotového zariadenia PhytlSigns. Odčítaním slabých elektrických signálov zo stonky alebo listov ju prevedie na druh hudby, ktorý, ako uisťujú producenti, umožňuje posúdiť stav a dokonca aj „náladu“rastliny.

Pohybujú sa

Všetky tieto „pocity“a „komunikácia“pomáhajú rastlinám nájsť vodu, živiny a svetlo, brániť sa proti parazitom a bylinožravcom a útočiť na seba. Umožňujú vám obnoviť metabolizmus, rásť a preorientovať polohu listov - pohybovať sa. Chovanie mucholapky Venuše sa môže zdať niečo neuveriteľné: táto rastlina nielenže jedí zvieratá, ale ich aj loví. Hmyzožravý predátor však nie je výnimkou medzi inými rastlinami. Len tým, že zrýchlime video týždňa slnečnice, uvidíme, ako sa zmení za slnkom a ako v noci „zaspí“, pričom zakryje listy a kvety. Pri vysokorýchlostnej streľbe vyzerá rastúci koreňový hrot presne ako červ alebo húsenica plaziaca sa smerom k cieľu.

Rastliny nemajú svaly a pohyb je zabezpečený rastom buniek a turgorovým tlakom, „hustotou“ich naplnenia vodou. Bunky pôsobia ako komplexne koordinovaný hydraulický systém. Dávno pred videonahrávkami a časozbernou technikou na to upozornil Darwin, ktorý študoval pomalé, ale očividné reakcie rastúceho koreňa na životné prostredie. Jeho kniha Pohyb rastlín sa končí slávnym: „Sotva preháňam, keď poviem, že hrot koreňa, vybavený schopnosťou riadiť pohyby susedných častí, pôsobí ako mozog jedného z nižších zvierat.. … ktorý vníma dojmy zo zmyslov a dáva smer rôznym pohybom."

Niektorí vedci brali Darwinove slová ako ďalšie zjavenie. Biológ z Florentskej univerzity Stefano Mancuso upozornil na špeciálnu skupinu buniek na rastúcich koncoch stonky a koreňov, ktorá sa nachádza na hranici medzi deliacimi sa bunkami apikálneho meristému a bunkami natiahnutej zóny, ktoré naďalej rásť, ale nie rozdeľovať. Koncom 90. rokov minulého storočia Mancuso zistil, že aktivita tejto „prechodovej zóny“usmerňuje expanziu buniek v napínacej zóne, a tým aj pohyb celého koreňa. K tomu dochádza v dôsledku prerozdelenia auxínov, ktoré sú hlavnými rastovými hormónmi rastlín.

Image
Image

Myslia si?

Rovnako ako v mnohých iných tkanivách, vedci zaznamenávajú veľmi známe zmeny v polarizácii membrán v samotných bunkách prechodovej zóny. Náboje v nich aj mimo nich kolíšu, podobne ako potenciály na membránach neurónov. Takáto malá skupina samozrejme nikdy nedosiahne výkon skutočného mozgu: v každej prechodovej zóne nie je viac ako niekoľko stoviek buniek. Ale aj v malej bylinnej rastline môže koreňový systém obsahovať milióny takýchto vyvíjajúcich sa tipov. Suma sumárum, už poskytujú celkom pôsobivý počet „neurónov“. Štruktúra tejto myšlienkovej siete pripomína decentralizovanú distribuovanú sieť internetu a svojou komplexnosťou je celkom porovnateľná so skutočným mozgom cicavca.

Je ťažké povedať, do akej miery je tento „mozog“schopný myslieť, ale izraelský botanik Alex Kaselnik a jeho kolegovia zistili, že v mnohých prípadoch sa rastliny správajú takmer ako my. Vedci zasadili hrach obyčajný do podmienok, za ktorých by mohli pestovať korene v kvetináči so stabilným obsahom živín alebo v susednom, kde sa neustále menil. Ukázalo sa, že ak je v prvom hrnci dostatok jedla, hrach mu dá prednosť, ale ak je ho málo, začnú „riskovať“a v druhom hrnci narastú ďalšie korene. Nie všetci špecialisti boli pripravení prijať myšlienku možnosti myslenia v rastlinách. Očividne šokovala samotného Stefana Mancusa viac ako ostatných: dnes je vedec zakladateľom a vedúcim unikátneho „medzinárodného laboratória neurobiológie rastlín“a požaduje vývoj „rastlinných“robotov. Toto volanie má svoju logiku. Koniec koncov, ak úlohou takéhoto robota nie je pracovať na vesmírnej stanici, ale študovať vodný režim alebo monitorovať prostredie, prečo sa nezamerať na rastliny, ktoré sú na to tak pozoruhodne prispôsobené? A keď príde čas začať terraformovať Mars, kto lepšie ako rastliny „povie“, ako vrátiť život púšti?.. Zostáva zistiť, čo si o prieskume vesmíru myslia samotné rastliny.

Koordinácia

Rastliny majú úžasný pocit z polohy vlastného „tela“v priestore. Rastlina položená na jednu stranu sa orientuje a pokračuje v raste novým smerom, pričom dokonale rozlišuje, kde je vrchol a kde dole. Na rotujúcej plošine bude rásť v smere odstredivej sily. Oba sú spojené s prácou statocytov, buniek, ktoré obsahujú ťažké statolitické gule, ktoré sa usadzujú gravitáciou. Ich poloha umožňuje rastline správne „cítiť“vertikálu.

Odporúča: