За последние три года родилась и распространилась провокационная идея в области растениеводства. Сторонники этой идеи предполагают, что высшие растения имеют нервы, синапсы, эквивалент мозга, локализованного где-то в корнях, и интеллект. Поскольку в настоящее время в разных странах проводятся совещания по этой теме, эта идея привлекла внимание ряда сторонников, и было создано международное сообщество, посвященное "растительной нейробиологии".
Стоит обеспокоится обоснованности этой концепции. Можно считать, что нейробиология растений не способствует нашему пониманию физиологии растений, биологии клеток растений. Начать стоит с того, что нужно констатировать отсутствие доказательств наличия в растениях таких структур, как нейроны, синапсы или мозг.
Тот факт, что термин "нейрон" происходит от греческого слова, обозначающего "растительное волокно", не является убедительным аргументом в пользу применения этого термина для биологии растений. Рассмотрим ошибочные аргументы, выдвинутые в поддержку концепции растительных "нейронов". По этой логике клетки, способствующие перемещению вспомогательного вещества, приравниваются к цепочкам нейронов, и утверждается, что перемещение вспомогательного вещества происходит через согласованный везикулообразный механизм "нейротрансмиттер-клеточный транспорт". У этого рассуждения возникают две проблемы.
- нейропередатчики не транспортируются из клетки в клетку на большие расстояния
- слабые доказательства того, что ауксин секвестрирован в экзоцитарных пузырьках.
Еще одним фундаментальным камнем преткновения в отношении концепции нейробиологии растений является распространенность плазмодезматов в растениях. С электрофизиологической точки зрения их существование создает проблему для сигнализации - обширная электрическая связь исключает необходимость любого переноса "нейропередатчика" из клетки в клетку, что приводит к утверждению, что "эти цитоплазматические связи играют плохо описанную роль в электрической связи между соседними поляризованными растительными клетками".
На самом деле, огромное количество плазмодем существует между клеток, которые способствуют переносу полярного ауксина, но их существование игнорируется в области исследований растительных гормонов. Учитывая существование плазмодезматы, нет априори никаких причин, по которым растительные гормоны не должны транспортироваться симпластически через цитозол.
Действительно, наличие в плазменной мембране приточных и сточных транспортеров для ауксина позволяет предположить, что ауксин присутствует в цитозоле. Таким образом, либо на плазмодезматах ауксин фактически исключается, либо он не попадает в цитозол, пока не достигнет клеток зоны расширения, где он захватывается и затем высвобождается для оказания своего воздействия. Очевидно, что вокруг транспорта ауксина еще много неизвестных, и роль (если она вообще существует) плазмодезм в этом процессе остается столь же загадочной, как и почти 15 лет назад.
Можно утверждать, что ауксин поглощается в везикулах эндоцитозом и перемещается везикулярным потоком в противоположную плазму, где он снова выделяется экзоцитозом, и что этот процесс постоянно повторяется вдоль оси пути перемещения. Однако эту модель не следует путать с событиями в нервах и при синапсе. Итак, мы лучше информированы об этих неизвестных процессах с научной точки зрения или лучше ориентированы на их решение с помощью концепции нейробиологии растений?
Растительные клетки имеют общие черты со всеми биологическими клетками, включая нейроны. Вот некоторые из них: растительные клетки обладают потенциалом действия, их мембраны содержат ионные каналы, генерирующие напряжение, а также есть свидетельства наличия веществ, подобных нейромедиаторам.
Точно так же, в более широком смысле, трансдукция и передача сигнала на расстояние является собственностью растений и животных. Хотя на молекулярном уровне применяются одни и те же общие принципы и могут быть проведены некоторые важные параллели между двумя основными группами организмов, это не означает, что априори существуют сопоставимые структуры для распространения сигнала на клеточном, тканевом и органном уровнях.
Тщательный анализ наших современных знаний в области физиологии растений и животных, клеточной биологии и сигнализации не дает никаких доказательств существования таких структур. Новые концепции и области исследований развиваются благодаря синтезу творческого мышления и осторожного научного анализа. Истинный успех измеряется способностью развивать новые экспериментальные подходы, основанные на прочном фундаменте предыдущих исследований. Какие долгосрочные научные выгоды получит сообщество исследователей растений от концепции "растительной нейробиологии"?
Можно полагать, что они будут ограничены до тех пор, пока не перестанут основываться на поверхностных аналогиях и сомнительных экстраполяциях растительной нейробиологии. Нужно признать важность активного и здорового диалога и , что "растительная нейробиология", в качестве лозунга, послужила целью первоначального форума для обсуждения механизмов, связанных с сигнализацией растений. Необходимо призвать сторонников растительной нейробиологии критически пересмотреть эту концепцию и разработать для неё интеллектуально прочную основу.