В новом исследовании ученые нашли растение, родственное капусте, способное запоминать и реагировать на информацию
Польское исследование показало, что растения посылают электрохимические сигналы таким образом, что их можно сравнить с нервной системой животного. У растений, которые не подвергались воздействию света, происходят химические реакции в листьях, они реагируют на химический сигнал.
Согласно новому исследованию польского биолога, растения способны запоминать информацию и реагировать на нее благодаря внутренней системе связей, которую можно сравнить с центральной нервной системой у животных.
Растения «запоминают» информацию о свете, и определенный тип клеток передает эту информацию, подобно нервам у животных.
В исследовании ученые обнаружили, что свет на одном листе растения Arabidopsis thaliana вызвал реакцию всего растения. Реакция продолжалась даже после того, как источник света был убран. А поэтому было выдвинуто предположение, что растение запомнило входящий свет.
«Сигнализация продолжается после выключения света; она строит кратковременную память», - сказал ведущий автор Станислав Карпински. «Листья могут физиологически« запоминать » различные эпизоды избыточного освещения и использовать эту хранимую информацию, например, для улучшения своей акклиматизации и иммунной защиты».
Как оказалось, листья запоминают не только количество, но и качество света - разные длины волны света вызывают различную реакцию, предлагая растениям использовать эту информацию для создания защитных химических реакций, таких как защита от патогенов или производство кислорода.
Ученые обнаружили, что свет, направленный на клетку листа, вызвал каскад событий, о которых сразу же было сообщено остальной части растения через тип клетки, называемый клеткой оболочки пучка. Эти клетки существуют во всех частях растения. Доктор Карпински из Варшавского университета естественных наук в Польше измерил электрические сигналы от этих клеток и сравнил их с результатами поиска центральной нервной системы для растений.
Теренс Мерфи, профессор биологии растений в Калифорнийском университете в Дэвисе, который не принимал участия в исследовании, объяснил, что яркий свет, попадающий на первый лист, может иметь любое количество эффектов.
Лист может быть загружен крахмалом; это окажет реальное влияние на то, как он взаимодействует через флуму (сосудистую систему) с другими листьями. Вполне возможно, что вы можете осветить один лист и повлиять на все другие, - сказал он
Интерес заключается в том, чтобы выяснить, как сообщаются, информируют листья друг друга, и именно это, кажется, было сделано в польском исследовании. Клетки оболочки пучка окружают вены листьев, стволов и корней, поэтому вполне логично предположить, что они передают электрический импульс.
Биологи давно знают, что растения могут помнить - им нужно знать, пережили ли они холодное время года, прежде чем они могут прорасти, например, весной. Это не память, как мы ее знаем, а длительное изменение внутренних систем растения, которые приводят к последствиям, которые проявляются позже.
Более того, ученые уже знают, что растения передают электрические сигналы в ответ на раздражитель, как это делают нервы. Это легко измерить с помощью базовой настройки электродов.
В будущем световая память может представлять новый способ борьбы с патогенными микроорганизмами или болезнями растений – на сегодняшний день прямой контакт химическими средствами на пораженный участок единственный способ борьбы с заболеваниями растений.
Ученые считают, что использовать результаты исследования в борьбе с болезнями растений можно будет только тогда, когда будут подтверждены данные о том, что растения могут не только запомнить информацию, но и обработать ее в течение нескольких дней.
Доктор Карпински хорошо известен среди биологов по своей ранней работе над тем, как растения реагируют на легкий стресс. В предыдущем исследовании он также показал, что химические сигналы могут передаваться через целые растения, что позволяет им реагировать на изменения окружающей среды и переживать их. Однако, понимание механизмов, которые вызывают эти сигналы, является новым шагом.
Уильям Джон Лукас, выдающийся профессор биологии растений в Калифорнийском университете в Дэвисе и заведующий кафедрой биологии растений, убежден, что внутренняя коммуникационная система растения предоставляет огромное количество информации различным его частям.
«Определенная ткань в растении должна быть в состоянии дать сигнал остальному растению, каковы условия его прорастания, чего ему стоит ожидать», - сказал он. «Если из растения появляется молодой лист, было бы хорошо, чтобы этот лист знал об условиях, в которых он собирается появиться».
Профессор Лукас изучает, как растения собирают небиологическую информацию, такую как вода и свет, и как они передают эту информацию, чтобы все растение знало, при каких условиях оно будет расти. Растения не могут перемещаться в более солнечное и влажное место, поэтому им необходимо максимально использовать окружающую среду.
По словам Лукаса, изучение их «нервной системы» поможет ученым понять, как они это делают. Эти знания могут привести к оптимизированным продовольственным культурам и более крепким растениям.
У растений нет нейронов, но есть сеть связей, которую мы не до конца понимаем. Такого рода исследования имеют очень важное значение для сельскохозяйственной отрасли и биологии растений.
