მცენარეთა ნეირობიოლოგია: რას ფიქრობენ მცენარეები?

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

მცენარეებს არ აქვთ ტვინი და ნერვული უჯრედები, ცხოველებთან შედარებით ისინი უგრძნობი არიან. თუმცა, ბიოლოგებმა იციან, რომ მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების ამ ჯგუფის წარმომადგენლები ინფორმაციას გარედან იღებენ და ამუშავებენ მას, მათ შეუძლიათ ერთმანეთთან ურთიერთობა ქიმიური სიგნალების გამოყენებით.

ღირს თუ არა ლაპარაკი მცენარეთა „ინტელექტზე“?

რა ჩაანაცვლებს ნერვებს და ტვინს

მუხის ხის ანემონის ნაზი თეთრი ყვავილები შუა ზონის ტყეების დეკორაციაა. არც ისე იშვიათია მისი ფურცლების დაკეცვის დანახვა, თუმცა მზიანი დღე გაჩაღდა. ასე რომ დაელოდეთ წვიმას. ყვავილების მოცილებით პატარა მცენარე იცავს მათ წყლისა და ქარისგან.

ფლორის სამყაროში არსებობს მრავალი ასეთი მექანიზმი, რათა მოერგოს ამინდის ცვალებად პირობებს, დაიცვა თავი მავნებლებისგან, ჭრილობების შეხორცება და საკვები ნივთიერებების ადგილზე მიღება.

მცენარეებში აღქმის ორგანოებია სპეციალური რეცეპტორული უჯრედები, იონური არხები უჯრედის მემბრანებში, რომლებიც გადასცემენ ელექტრო სიგნალებს, სპეციალური სხეულები, რომლებსაც აქვთ ნეირონების გარკვეული თვისებები.

სხეულის სხვადასხვა ნაწილებს შორის ინფორმაციის გაცვლის მიზნით, წარმოიქმნება სხვადასხვა შუამავალი ნაერთები: ჰორმონები, ქიმიური ნაერთები, მცირე არაკოდირების რნმ. ყველა ეს მექანიზმი წარმატებით ცვლის მცენარის გრძნობებს და ნერვულ სისტემას.

მცენარეების სენსორული აღქმა აქტიურად იყო შესწავლილი 1970-იან წლებამდე, შემდეგ კი თანდათან გაქრა.

2005 წელს სტეფანო მანსუკომ ფლორენციის უნივერსიტეტიდან (იტალია) და ფრანტიშეკ ბალუშკამ ბონის უნივერსიტეტიდან (გერმანია) გადაწყვიტეს, რომ მცენარეების „ინტელექტის“შესახებ ბევრი მონაცემი იყო და დროა გააქტიურებულიყო ეს მიმართულება.

მათ მას "მცენარეთა ნეირომეცნიერება" უწოდეს. რა თქმა უნდა, ეს მეტაფორაა – საუბარია გარე სტიმულებზე რეაქციებისა და რეაგირების შესწავლაზე.

მცენარეთა ნეირობიოლოგიის მიმდევრები თვლიან, რომ ფლორასთან დაკავშირებით შეიძლება ვისაუბროთ მეხსიერებაზე, ინფორმაციის დაგროვების, შენახვისა და დამუშავების სისტემაზე, ასევე გადაწყვეტილების მიღების მექანიზმზე. ზოგიერთი მეცნიერის აზრით, ამას არ სჭირდება ტვინი და ნერვული სისტემა, როგორც ცხოველებში.

სამეცნიერო საზოგადოება მთლიანად კრიტიკულად არის განწყობილი ამ სფეროს მიმართ. ამავდროულად, მცენარეთა საკომუნიკაციო და სასიგნალო სისტემების სფეროში მუშაობა ახლა მეცნიერების წინა პლანზეა.

მდელოს კომუნალური ბინა

ბოლო წლების ერთ-ერთი მთავარი აღმოჩენა ის არის, რომ მცენარეებს შეუძლიათ თავიანთი მეზობლების ამოცნობა. ამისთვის იყენებენ მაღალი სხივის წითელ შუქს, ქიმიურ სიგნალებს, მეორად მეტაბოლიტებს.

გარემომცველი სახეობების ცოდნა მცენარეს გადარჩენაში ეხმარება: მოერიდე ჩრდილს, დაიცავი თავი მტრებისგან, აირჩიე საუკეთესო საკვები.

მცენარეები აღიქვამენ ქიმიურ ნაერთებს - რასაც ჩვენ მეზობელი სახეობების სუნს ვუწოდებთ. ისინი გადაეცემა ჰაერში და მიწისქვეშა ფესვებით.

ჩინელი მეცნიერები ჟურნალში Nature Communications მოჰყავთ ხორბლის ექსპერიმენტების შედეგებს. კვლევებმა აჩვენა, რომ ეს მცენარე განასხვავებს ასამდე სხვადასხვა სახეობის სუნს, რომლებიც ფესვების მეშვეობით იზრდება.

საპასუხოდ, ის ათავისუფლებს საკუთარ ნივთიერებებს ურთიერთობის დასარეგულირებლად - მაგალითად, ანტიბიოტიკების მსგავსს, თუ იქვე კონკურენტები არიან. შედეგად ხორბალი აფერხებს მათ ზრდას.

რა თქმა უნდა, ქიმიური კომუნიკაციის ეს მეთოდი არ არის ცხოველებში ყნოსვის ანალოგი, მაგრამ მცენარეებს ნამდვილად შეუძლიათ არა მხოლოდ ასხივონ, არამედ აღიქვან სუნი.

მაგალითად, პარაზიტული ბინდი, დოდერი, პოულობს მასპინძელ მცენარეს აქროლადი ელემენტებით და გადაჭიმულია მისი მიმართულებით.

მავნებლების მიერ დაჭრილი ჭია აფრთხილებს ნათესავებს გაძლიერებული სუნის საშიშროების შესახებ.

მრავალწლოვანი ბალახოვანი ოქროს როდს შეუძლია თავად აღიქვას ქიმიური ნაერთები (ფერომონები), რომლებიც გამოიყოფა ჭრელი ბუზის მამრობით, რომელიც აზიდავს დედალს.მცენარეზე დაფენილი ბუზის ლარვა იწვევს დაავადებას ნაღვლის სახით - დიდი ბურთი.

მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ოქროს კვერთხი ბუზების სუნი აქვს და აძლიერებს იმუნურ სისტემას გარდაუვალი დაავადების წინააღმდეგ საბრძოლველად. ამისათვის ბალახის ფოთლები ზრდის ჟასმონის მჟავას შემცველობას, რომელიც აცილებს მავნებლებს და ხელს უწყობს ქსოვილების დაზიანების განკურნებას.

კარგი სმენა

1970 წელს აშშ-ში გამოიცა პიტერ ტომპკინსის და კრისტოფერ ბერდის წიგნი "მცენარეების საიდუმლო ცხოვრება". მასში, სამეცნიერო ფაქტებზე დაყრდნობის გარეშე, უამრავი ფანტასტიკური ინფორმაცია იყო მოცემული ყვავილებისა და ხეების შესახებ. მაგალითად, ამბობდნენ, რომ მცენარეები სტრესს განიცდიან, თუ მათი თანდასწრებით კვერცხი გატეხილია, გოგრა გადახრის დინამიკებს, თუ მათგან როკი ისმის.

დღესდღეობით მრავალი ფაქტია დაგროვილი მცენარეების მიერ ბგერების აღქმაზე. 2014 წელს, მისურის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა (აშშ) მოახდინეს გავლენა პატარა ბალახზე, არაბიდოპსისზე (Tal rezuhovidka) ხმის გამოყენებით, რომელსაც ქიაყელი ღეჭავს მასზე.

აღმოჩნდა, რომ ეს ზრდის ანთოციანინების (იისფერი საღებავები) და გლუკოზინოლატების (მწარე) შემცველობას მცენარის ფოთლებში. გამოცდილებამ აჩვენა, რომ რეზუკოვიდკა განსხვავებულად რეაგირებს ჰაერის ვიბრაციაზე, რომელიც გამოწვეულია საღეჭი ფოთლებით, ქარით და მწერების ჭიკჭიკით.

მისისიპის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა ცოტა ხნის წინ ჩაატარეს ექსპერიმენტები სოიასთან და მასზე მობინადრე მწერებთან - ქალბატონებთან და სოიოს ბუგრებთან. მათზე გავლენას ახდენდნენ სხვადასხვა ტიპის ხმები, მათ შორის ქალაქის ხმაური, ტრაქტორი, როკ-ენ-როლი. ორი კვირის შემდეგ მცენარის ბიომასა კონტროლთან შედარებით შემცირდა.

თუმცა, მეცნიერები არ არიან მიდრეკილნი იმის დასაჯერებლად, რომ კლდე პირდაპირ თრგუნავს მცენარეებს. პირიქით, მან რაღაცნაირად გავლენა მოახდინა მავნებლებზე, რამაც გააძლიერა მათი საქმიანობა.