En internationell grupp av forskare under experiment har visat att växter använder för signalering molekyler, liknande de som finns i nervsystemet hos djur. Med hjälp av dessa molekyler bladen av växten kan ge varandra “i nöd signaler” som innehåller information om de risker som finns. Våra gröna vänner inte har en nervsystemet, men de har definitivt något liknande. Forskarnas rön publiceras i tidskriften Science.
Djur irriterad nervsystemet celler släppa glutaminsyra, som skapar en elektrokemisk frisättning av kalcium joner, med vilken cell tas bort från det farliga området. Denna process innebär att de signalsubstanser — ämnen med vilka impulser som överförs från en nervcell till en annan. Forskare från USA och Japan har visat att växter har en mycket liknande system.
Intressant, författarna kom fram till denna upptäckt av en slump, medan studera inverkan av gravitationen på förändringar i nivån av kalcium i ört rezhevichi (Arabidopsis). En av de forskare som har skapat en molekylär sensor — ett fluorescerande ämne som känsligt att kalciumhalten och gör det möjligt att följa förändringar av nivån i anläggningen i realtid. Ju högre kalcium nivå, desto klarare lyser. Med hjälp av molekylära sensor, kunde forskarna se hur den nivå av kalcium i växternas vävnader under olika förhållanden.
“Vi visste att växter har signalsystem. Om du skadar en del, det varnar alla andra, så att de lanserade försvarsmekanismer. Men vi visste inte att bakom detta system, förklarar Simon Gilroy, en biolog vid University of Wisconsin i Madison.
Om du går sönder eller skadar ett blad av anläggningen, om det ganska snabbt att lära sig stammen och andra blad. I experimentet, forskare klipp från rezhevichi ett blad och fann att kalcium innehåll av omedelbar förändring, bildade ett slags impuls som sprids från skadade delar i anläggningen. Skenet från lysrör och sensor är dramatiskt ljusare nära “såret” och därefter försvann och dök upp lite ytterligare. Efter en tid denna våg kom före alla andra blad.
I videon nedan kan du se från den skadade delen av anläggningen överförs till belysta signal. Speed burst är bara cirka en millimeter per sekund, vilket är mycket långsammare än de nervceller av djur (120 meter per sekund). Detta är dock tillräckligt för att resten av plantorna hade för att starta processen för produktion av skyddande mekanismer. Till exempel, vissa växter kommer att börja producera mer kemiskt skadliga ämnen, blir oätliga för insekter, andra avskräcka gärningsmännen en skarp lukt.
Reaktionen av växter att äta caterpillar
Vad ökar nivån av kalcium i anläggningen? Studiens författare tror att all materia i samma aminosyran glutaminsyra (glutamat), som också var tidigare upptäckts i växter. Detta är också indirekt framgår av resultaten från en annan studie som genomfördes under 2013. De sade att växter som inte har glutamat receptorer inte uppstår elektriska svar på hotet.
Glutamat utlöser en reaktion
Den resulterande såret leder till frisättning av glutamat. Han accepterade de receptorer som ökar nivåerna av kalcium, som i sin tur leder till aktivering av trygghet, vilket i sin tur försöker att skydda anläggningen från ytterligare skador. Och allt detta sker utan nervceller. Det verkar som våra gröna vänner är mycket svårare och mer dynamisk än vad som kan tyckas vid en första anblick.
Forskarna lade till att de kommer att fortsätta ytterligare en studie av signalsystem i växter och kan hitta ett sätt att hantera det.
För att diskutera öppnandet av ett internationellt team av biologer i våra Telegram chatt.
I växter, det är en analog av nervsystemet
Nikolai Khizhnyak