Բույսերի նյարդակենսաբանություն. ի՞նչ են մտածում բույսերը:

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Բույսերը չունեն ուղեղ և նյարդային բջիջներ, կենդանիների համեմատ նրանք կարծես անզգայուն են։ Այնուամենայնիվ, կենսաբանները գիտեն, որ բազմաբջիջ օրգանիզմների այս խմբի ներկայացուցիչները տեղեկատվություն են ստանում դրսից և մշակում այն, նրանք կարող են միմյանց հետ շփվել քիմիական ազդանշանների միջոցով։

Արժե՞ արդյոք խոսել բույսերի «խելացիության» մասին։

Ինչը կփոխարինի նյարդերին և ուղեղին

Կաղնու անեմոնի նուրբ սպիտակ ծաղիկները միջին գոտու անտառների զարդն են։ Հազվադեպ չէ տեսնել նրա ծաղկաթերթերը միասին ծալված, թեև արևոտ օրը եռում է։ Այսպիսով, սպասեք անձրևին: Ծաղիկները հեռացնելով՝ փոքրիկ բույսը պաշտպանում է դրանք ջրից և քամու պոռթկումներից։

Բուսական աշխարհում կան բազմաթիվ նման մեխանիզմներ՝ փոփոխվող եղանակային պայմաններին հարմարվելու, վնասատուներից պաշտպանվելու, վերքերը բուժելու և տեղում սննդանյութեր ստանալու համար։

Բույսերի ընկալման օրգաններն են հատուկ ընկալիչ բջիջները, իոնային ուղիները բջջային թաղանթներում, որոնք փոխանցում են էլեկտրական ազդակներ, հատուկ մարմիններ, որոնք ունեն նեյրոնների որոշ հատկություններ։

Մարմնի տարբեր մասերի միջև տեղեկատվության փոխանակման համար արտադրվում են տարբեր միջնորդական միացություններ՝ հորմոններ, քիմիական միացություններ, փոքր ոչ կոդավորող ՌՆԹ։ Այս բոլոր մեխանիզմները հաջողությամբ փոխարինում են բույսերի զգայարաններն ու նյարդային համակարգը:

Բույսերի զգայական ընկալումը ակտիվորեն ուսումնասիրվել է մինչև 1970-ական թվականները, այնուհետև աստիճանաբար մարել:

2005 թվականին Ստեֆանո Մանսուկոն Ֆլորենցիայի համալսարանից (Իտալիա) և Ֆրանտիշեկ Բալուշկան Բոննի համալսարանից (Գերմանիա) որոշեցին, որ բույսերի «խելացիության» մասին շատ տվյալներ կան, և ժամանակն է ակտիվացնել այս ուղղությունը։

Նրանք դա անվանեցին «բույսերի նյարդագիտություն»: Իհարկե, սա փոխաբերություն է՝ խոսքը վերաբերում է արտաքին գրգռիչներին արձագանքների և արձագանքների ուսումնասիրությանը:

Բույսերի նյարդակենսաբանության հետևորդները կարծում են, որ բուսական աշխարհի հետ կապված կարելի է խոսել հիշողության, տեղեկատվության կուտակման, պահպանման և մշակման համակարգի, ինչպես նաև որոշումների կայացման մեխանիզմի մասին։ Որոշ գիտնականների կարծիքով՝ դրա համար ուղեղ ու նյարդային համակարգ չի պահանջվում, ինչպես կենդանիների դեպքում։

Գիտական հանրությունն ամբողջությամբ քննադատաբար է վերաբերվում այս ոլորտին: Միևնույն ժամանակ, բույսերի կապի և ազդանշանային համակարգերի ոլորտում աշխատանքը այժմ գիտության առաջնագծում է:

Մարգագետնային կոմունալ բնակարան

Վերջին տարիների գլխավոր հայտնագործություններից մեկն այն է, որ բույսերը կարողանում են ճանաչել իրենց հարեւաններին: Դրա համար նրանք օգտագործում են բարձր ճառագայթով կարմիր լույս, քիմիական ազդանշաններ, երկրորդային մետաբոլիտներ։

Շրջապատող տեսակների մասին գիտելիքներն օգնում են բույսին գոյատևել՝ խուսափել ստվերից, պաշտպանվել թշնամիներից, ընտրել լավագույն սնունդը:

Բույսերն ընկալում են քիմիական միացություններ՝ այն, ինչ մենք անվանում ենք հարևան տեսակների հոտեր: Արմատներով փոխանցվում են օդով և գետնի տակ։

Չինացի գիտնականները Nature Communications ամսագրում մեջբերում են ցորենի հետ կապված փորձերի արդյունքները: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս բույսը տարբերում է արմատների միջով կողք կողքի աճող մոտ հարյուր տարբեր տեսակների հոտերը:

Ի պատասխան՝ նա թողարկում է իր սեփական նյութերը՝ հարաբերությունները կարգավորելու համար, օրինակ՝ հակաբիոտիկների նման մի բան, եթե մոտակայքում կան մրցակիցներ: Արդյունքում ցորենը խանգարում է դրանց աճին։

Իհարկե, քիմիական հաղորդակցության այս մեթոդը նման չէ կենդանիների հոտառությանը, բայց բույսերը հաստատ ոչ միայն կարող են արձակել, այլև ընկալել հոտերը։

Օրինակ, մակաբույծ կապած մոլախոտը` ցնդող տարրերով, գտնում է հյուրընկալ բույսը և ձգվում նրա ուղղությամբ:

Վնասատուներից վիրավորված որդանակը զգուշացնում է հարազատներին ուժեղացված հոտի վտանգի մասին:

Բազմամյա խոտաբույս ոսկե ձողիկը ունակ է ինքնուրույն ընկալել էգին գայթակղող երփներանգ ճանճերի արուների կողմից արտազատվող քիմիական միացությունները (ֆերոմոններ):Բույսի վրա նստած ճանճի թրթուրը լեղի տեսքով հիվանդություն է առաջացնում՝ մեծ գնդակ:

Գիտնականները ենթադրել են, որ ոսկե ձողիկը հոտ է գալիս ճանճերի հոտից և ամրացնում է իմունային համակարգը՝ անխուսափելի հիվանդության դեմ պայքարելու համար: Դրա համար խոտի տերևները մեծացնում են հասմոնաթթվի պարունակությունը, որը վանում է վնասատուներին և օգնում բուժել հյուսվածքների վնասը:

Լավ լսողություն

1970 թվականին ԱՄՆ-ում լույս է տեսել Պիտեր Թոմփկինսի և Քրիստոֆեր Բիրդի «Բույսերի գաղտնի կյանքը» գիրքը։ Դրանում, առանց հենվելու գիտական փաստերի վրա, տրվել են բազմաթիվ ֆանտաստիկ տեղեկություններ ծաղիկների ու ծառերի մասին։ Օրինակ, ասում էին, որ բույսերը սթրեսի են ենթարկվում, եթե նրանց ներկայությամբ ձուն կոտրում են, դդումը շեղվում է բարձրախոսներից, եթե դրանցից ռոք է հնչում։

Մեր օրերում բազմաթիվ փաստեր են կուտակվել բույսերի կողմից հնչյունների ընկալման վերաբերյալ։ 2014 թվականին Միսսուրիի համալսարանի գիտնականները (ԱՄՆ) ազդել են արաբիդոպսիսի (Tal rezuhovidka) փոքրիկ խոտի վրա՝ օգտագործելով այն ձայնը, որով թրթուրը ծամում է այն:

Պարզվել է, որ դա մեծացնում է բույսի տերևներում անտոցիանինների (մանուշակագույն ներկերի) և գլյուկոզինոլատների (դառնության) պարունակությունը։ Փորձը ցույց է տվել, որ ռեզուկովիդկան տարբեր կերպ է արձագանքում օդի թրթռումներին, որոնք առաջանում են տերևներ ծամելու, քամու և ծլվլող միջատների հետևանքով։

Միսիսիպիի համալսարանի գիտնականները վերջերս փորձեր են անցկացրել սոյայի և դրա վրա ապրող միջատների՝ լեդիների և սոյայի աֆիդների հետ: Նրանց վրա ազդել են տարբեր տեսակի ձայներ, այդ թվում՝ քաղաքի աղմուկը, տրակտորը, ռոքնռոլը։ Երկու շաբաթ անց բույսի կենսազանգվածը վերահսկողության համեմատ նվազել է։

Այնուամենայնիվ, գիտնականները հակված չեն հավատալու, որ ժայռերը ուղղակիորեն ճնշում են բույսերին: Ավելի շուտ նա ինչ-որ կերպ ազդել է վնասատուների վրա, ինչն էլ ավելի է ակտիվացրել նրանց գործունեությունը։