Zeleni "Internet": kako biljke međusobno tajno komuniciraju

Sadržaj:

Zeleni "Internet": kako biljke međusobno tajno komuniciraju
Zeleni "Internet": kako biljke međusobno tajno komuniciraju
Anonim

Listovi "vrište", cvijeće "čuje", a drveće u šumi komunicira putem vlastitog "interneta" - samo trebate znati pogledati u njihov tajni život.

Svi smo previše šovinisti. Smatrajući sebe vrhuncem evolucije, sva živa bića distribuiramo u hijerarhiji prema stepenu bliskosti sa samim sobom. Biljke su toliko različite od nas da izgledaju kao stvorenja kao da nisu sasvim živa. Biblijski Noa nije dobio nikakve upute o njihovom spašavanju na brodu. Moderni vegani ne smatraju sramotom oduzeti im živote, a borce protiv iskorištavanja životinja ne zanimaju "biljna prava". Zapravo, nemaju nervni sistem, oči i uši, ne mogu udariti niti pobjeći. Sve to čini biljke drugačijima, ali ni po čemu inferiornima. Ne vode pasivno postojanje "povrća", već osjećaju svijet oko sebe i reagiraju na ono što se oko njih događa. Prema riječima profesora Jacka Schultza, "Biljke su samo vrlo spore životinje."

Oni čuju

Tajni život biljaka postao je javan u velikoj mjeri zahvaljujući knjizi Petera Tompkinsa, objavljenoj početkom 1970 -ih, na vrhuncu popularnosti pokreta New Age. Nažalost, pokazalo se da nije oslobođen mnogih zabluda karakterističnih za to doba i doveo je do nastanka mnogih mitova, od kojih je najpoznatiji "ljubav" biljaka prema klasičnoj muzici i prezir prema modernoj muzici. "Bundeve, prisiljene da slušaju rok, odstupile su od zvučnika i čak su pokušale da se popnu na klizav stakleni zid komore", - opisala je Tompkins eksperimente koje je sprovela Dorothy Retallack.

Moram reći da gospođa Retallack nije bila naučnica, već pjevačica (mecosopran). Njeni eksperimenti, koje su reproducirali profesionalni botaničari, nisu pokazali poseban biljni odgovor na muziku bilo kojeg stila. Ali to ne znači da oni uopće ne čuju ništa. Eksperimenti su uvijek iznova pokazali da biljke mogu opažati i reagirati na akustične valove - na primjer, korijenje mladog kukuruza raste u smjeru izvora oscilacija s frekvencijom 200-300 Hz (otprilike od soli niske oktave do prvo pe). Zašto je još uvijek nepoznato.

Općenito, teško je reći zašto biljkama treba „sluh“, iako u mnogim slučajevima sposobnost reagiranja na zvukove može biti vrlo korisna. Heidi Appel i Rex Cockcroft su pokazale da Talova rezuhovidka savršeno "čuje" vibracije koje stvara lisna uš koja proždire njeno lišće. Ovaj neupadljivi rođak kupusa lako razlikuje takve zvukove od običnih zvukova kao što su vjetar, pjesma parenja skakavaca ili vibracije uzrokovane bezopasnom muhom na listu.

Image
Image

Helen Steiner radi s Microsoftom na umjetničkom projektu u Firenci, sistemu za komunikaciju s sobnim biljkama. Prema konceptu, signali se mogu prenijeti u biljku svjetlom i bojom, a odgovor se može prepoznati po sastavu emitiranih hlapljivih tvari i općem stanju biljke. Računarski algoritam "prevodi" ove signale u riječi običnog ljudskog govora.

Oni vrište

Ova osjetljivost temelji se na radu mehanoreceptora, koji se nalaze u stanicama svih dijelova biljaka. Za razliku od ušiju, one nisu lokalizirane, već su raspoređene po cijelom tijelu, poput naših taktilnih receptora, pa je bilo daleko od toga da je odmah moguće razumjeti njihovu ulogu. Uočivši napad, rezuhovidka aktivno reagira na njega, mijenjajući aktivnost mnogih gena, pripremajući se za zacjeljivanje ozljeda i oslobađajući glukozinolate, prirodne insekticide. Možda, po prirodi vibracija, biljke čak razlikuju insekte: različite vrste lisnih uši ili gusjenice uzrokuju potpuno različite reakcije od genoma. Druge biljke prilikom napada oslobađaju slatki nektar koji privlači grabežljive insekte poput osa, najvećih neprijatelja lisnih uši. I svi oni će upozoriti susjede: 1983. Jack Schultz i Ian Baldwin pokazali su da zdravi listovi javora reagiraju na prisutnost oštećenih, uključujući odbrambene mehanizme. Njihova komunikacija odvija se "hemijskim jezikom" hlapljivih tvari.

Oni komuniciraju

Ova ljubaznost nije ograničena samo na rođake, pa čak i udaljene vrste mogu "razumjeti" međusobne signale opasnosti: lakše je odbiti uljeze zajedno. Na primjer, eksperimentalno je pokazano da duhan razvija zaštitnu reakciju kada je pelin koji raste u blizini oštećen. Čini se da biljke vrište od bola, upozoravajući svoje susjede, a da biste čuli ovaj vrisak, samo trebate dobro "nanjušiti". Međutim, još uvijek nije jasno može li se to smatrati namjernom komunikacijom. Možda na ovaj način sama biljka odašilje nestabilni signal iz nekih svojih dijelova u druge, a susjedi samo čitaju njen hemijski "odjek". Prava komunikacija im je omogućena … "Internet gljiva".

Korijenski sustavi viših biljaka tvore bliske simbiotske asocijacije s micelijem gljiva u tlu. Stalno izmjenjuju organske tvari i mineralne soli. No, protok tvari očito nije jedini koji se kreće ovom mrežom. Biljke čija je mikoriza izolirana od susjeda razvijaju se sporije i lošije podnose testiranje. To sugerira da mikoriza služi i za prijenos kemijskih signala - posredovanjem, a možda čak i "cenzurom" od gljivičnih simbionta. Ovaj sistem je upoređen sa društvenom mrežom i često se naziva jednostavno Wood Wide Web.

Image
Image

Švicarski startup Vivent nudi ljubiteljima biljaka kupovinu gotovog uređaja PhytlSigns. Čitajući slabe električne signale sa stabljike ili lišća, pretvara ih u neku vrstu muzike, koja, kako uvjeravaju producenti, omogućava procjenu stanja, pa čak i "raspoloženja" biljke.

Kreću se

Svi ti "osjećaji" i "komunikacija" pomažu biljkama da pronađu vodu, hranjive tvari i svjetlost, da se odbrane od parazita i biljojeda te da se napadnu. Omogućuju vam obnovu metabolizma, rast i preusmjeravanje položaja lišća - za pomicanje. Ponašanje venerine muholovke može izgledati kao nešto nevjerovatno: ova biljka ne samo da jede životinje, već ih i lovi. Ali insektožderki predator nije izuzetak među ostalom florom. Samo ubrzavanjem videa sedmice u životu suncokreta vidjet ćemo kako se okreće prema suncu i kako noću "zaspi" prekrivajući lišće i cvijeće. U pucanju velike brzine, rastući vrh korijena izgleda potpuno poput crva ili gusjenice koji puze prema cilju.

Biljke nemaju mišiće, a kretanje je osigurano rastom ćelija i turgornim pritiskom, "gustoćom" njihovog punjenja vodom. Ćelije se ponašaju kao složeno koordinirani hidraulični sistem. Mnogo prije video snimanja i time-lapse tehnike, Darvin je na to skrenuo pažnju, koji je proučavao spore, ali očigledne reakcije rastućeg korijena na okolinu. Njegova knjiga Pokret biljaka završava se poznatim: "Nije teško pretjerati ako kažemo da vrh korijena, obdaren sposobnošću usmjeravanja kretanja susjednih dijelova, djeluje poput mozga jedne od nižih životinja.. koja opaža utiske iz osjetila i daje smjer raznim pokretima."

Neki učenjaci su Darvinove riječi shvatili kao drugo bogojavljenje. Biolog sa Univerziteta u Firenci Stefano Mancuso skrenuo je pažnju na posebnu grupu ćelija na rastućim vrhovima stabljike i korijena, koja se nalazi na granici između ćelija koje se dijele apikalnog meristema i ćelija zone rastezanja. rastu, ali se ne dijele. Još krajem 1990 -ih Mancuso je otkrio da aktivnost ove "prijelazne zone" usmjerava širenje ćelija u zoni rastezanja, a time i kretanje cijelog korijena. To se događa zbog preraspodjele auksina, koji su glavni hormoni rasta biljaka.

Image
Image

Oni misle?

Kao i u mnogim drugim tkivima, naučnici primjećuju vrlo poznate promjene u polarizaciji membrane u samim ćelijama prijelazne zone. Naboji unutar i izvan njih fluktuiraju, poput potencijala na membranama neurona. Naravno, performanse pravog mozga nikada neće postići tako mala grupa: u svakoj prijelaznoj zoni nema više od nekoliko stotina ćelija. Ali čak i kod male zeljaste biljke, korijenov sistem može uključivati milione takvih savjeta za razvoj. Sve u svemu, oni već daju prilično impresivan broj "neurona". Struktura ove misleće mreže nalikuje decentraliziranoj, distribuiranoj mreži Interneta, a njezina je složenost sasvim usporediva sa stvarnim mozgom sisara.

Teško je reći koliko je ovaj "mozak" sposoban za razmišljanje, ali izraelski botaničar Alex Kaselnik i njegove kolege otkrili su da se u mnogim slučajevima biljke ponašaju gotovo kao mi. Naučnici su stavili obični sjemenski grašak u uslove pod kojima su mogli uzgajati korijenje u saksiji sa stabilnim sadržajem hranjivih tvari ili u susjednoj, gdje se stalno mijenjao. Pokazalo se da će, ako u prvom loncu ima dovoljno hrane, grašak to preferirati, ali ako ga bude premalo, počet će "riskirati", a u drugom će loncu narasti više korijena. Nisu svi stručnjaci bili spremni prihvatiti ideju o mogućnosti razmišljanja u biljkama. Očigledno, ona je šokirala samog Stefana Mancusa više od drugih: danas je znanstvenik osnivač i voditelj jedinstvene "Međunarodne laboratorije biljne neurobiologije" i poziva na razvoj robota "nalik biljkama". Ovaj poziv ima svoju logiku. Uostalom, ako zadatak takvog robota nije raditi na svemirskoj stanici, već proučavati vodni režim ili nadzirati okoliš, zašto se onda ne usredotočiti na biljke koje su tako izvanredno prilagođene ovome? A kad dođe vrijeme za početak teraformiranja Marsa, tko će bolje od biljaka "reći" kako vratiti život u pustinju?.. Ostaje da saznamo što same biljke misle o istraživanju svemira.

Koordinacija

Biljke imaju divan osjećaj za položaj svog "tijela" u svemiru. Biljka, položena na jednu stranu, orijentirat će se i nastaviti rasti u novom smjeru, savršeno razlikujući gdje je vrh, a gdje dno. Dok je na rotirajućoj platformi, ona će rasti u smjeru centrifugalne sile. Oboje je povezano sa radom statocita, ćelija koje sadrže teške statolitne sfere koje se talože pod gravitacijom. Njihov položaj omogućuje biljci da pravilno "opipa" vertikalu.

Preporučuje se: