У рослин виявили пам`ять і колірне «зір»
У рослин виявлено аналог нервової системи. Їх складні системи управління навіть мають здатність зберігати інформацію і по-різному реагувати на різні кольори.
У рослин не просто досить складну будову - у них ще й є якийсь аналог нервової системи
Зрозуміло, у рослин немає звичних нам нервових клітин, з аксонами і синапсами. Немає і органів чуття, пристрій яких би нагадувало органи чуття тварин. Але, як стверджує керівник лабораторії фізіології рослин при Варшавському університеті біологічних наук Станіслав Карпінскі, це не заважає їм мати деякі аналоги. Рослини використовують клітини, які проводять електричні сигнали.
- уточнення перший
По ходу статті доведеться зробити цілий ряд уточнень. Перше з них-лабораторія Карпінського називається _ Laboratorium Fizjomiki i Modelowania Biotechnologicznego Ro lin. Підрядковий переклад свідчив би, що вчений керує лабораторією фізіомікі і біотехнологічного моделювання рослин, проте термін «фізіоміка» в російській мові практично не пріжілся- в російських наукових центрах описується напрямок називається просто «фізіологією рослин».
Опису нервової системи рослин (тут і далі лапки для стислості знімемо) присвячений цілий ряд публікацій як польської дослідницької групи, так і інших наукових коллектівов- тому було б помилкою вважати, що мова йде про сенсаційне відкриття, яке зробив Карпінскі, а всі інші фахівці з ботаніки або нейробіології його прикро пропустили.
Арабідопсис до цвітіння. Вона ж - арабідопсис, один з основних об`єктів вивчення ботаніків і молекулярних біологів у всьому світі.
Як це працює
Те, що рослини можуть реагувати на зміну зовнішніх умов, для більшості людей навряд чи виявиться новиною. Досить згадати, що розкриваються вранці і закриваються ввечері пелюстки квітів або венерину мухоловка, здатну ловити і перетравлювати комах. До числа менш наочних прикладів відноситься посилене виділення камеді з пошкодженого стовбура дерева або навіть підвищення рівня токсичних для комах речовин в листі згризали шкідниками куща.
Наукова новизна роботи, яку Карпінскі з групою колег недавно направив (і успішно, стаття скоро вийде друком) в журнал Plant Cell, полягає в тому, що рослини, які реагують на надмірно яскраве освітлення, використовують для формування відповідної реакції спеціальні проводять клітини, здатні поширювати електрохімічний сигнал на значні відстані. Крім того, дослідники з`ясували, як і чому рівень реакції залежить від довжини хвилі падаючого ізлученія- або, простіше кажучи, від кольору освітлення.
Схематичне зображення частини фотосинтетичної системи. Саме вона перетворює світло в електричний струм всередині хлоропластів, а струм, в свою чергу, дозволяє постачати клітину енергією, синтезуючи молекули АТФ, універсального пального.
Зміни в освітленості, як вдалося продемонструвати вченим в дослідах з арабідопсис (вона ж арабідопсис, улюблений об`єкт роботи ботаніків по всьому світу), спочатку впливають на активність фотосинтетичної системи. Так як вся робота фотосистеми зводиться, по суті, до перетворення світла в електричний струм, а струму- в роботу по синтезу молекул, ці зміни призводять до появи електрохімічного сигналу.
Сигнал поширюється від задіяних у фотосинтезі клітин далі, по клітинам, що вистилає судини рослини. Це, звичайно, не зовсім точний аналог нервового імпульсу, але одна найважливіша риса нервової системи тут прісутствует- сигнал переносить інформацію від однієї частини організму до іншої.
- уточнення другий
У 1960-і роки багато новинні видання облетіла звістка про те, що американський дослідник Клів Бакстер зміг засікти зміни електричної активності рослин не просто у відповідь на світло, а на те, що сусіднє рослина різали ножицями, і навіть на те, що в кімнату потім заходив різали квітка в сусідньому горщику лаборант! З цього самі Бакстером робилися висновки про наявність у рослин здібності до співпереживання, самоусвідомлення і навіть телепатії. Що, втім, згодом не подтверділось- частина його дослідів поза лабораторією Бакстера не відтворені, а інша частина була пояснена без всякого «розуму рослин».Випереджаючи можливі запитання, з робіт Карпінскі нічого подібного не слід. Хоча б тому, що мова йде про досить повільних процесах, та й у самого вченого немає ні слова про «свідомість рослин» або тим більше паранормальні явища на кшталт телепатії!
Ріст рослин - прискорена зйомка показує, як вони розвиваються і рухаються. Саме ці рухи, так само як і реакція на світло, вимагають складного управління. Ще кілька прикладів дивіться в "додаткових матеріалах" (Праворуч-зверху).
Карпінскі так само показав, що описана ним і його колегами схема поширення сигналів допускає ще одну цікаву можливість-деяку подобу пам`яті. Викликані змінами освітлення хімічні реакції протікають досить повільно для того, щоб розпочавшись вдень, продовжиться вночі, а на наступний ранок накласти свій відбиток на загальний стан рослини.
Цей ефект частково подібний до того, що відбувається в справжніх нервових клітинах, які у відповідь на зовнішній стимул теж переживають цілу послідовність подій на молекулярному рівні.
Ефекти пам`яті, виборчої чутливості до певного висвітлення і поширення «нервових сигналів» не просто дозволяють краще зрозуміти життя рослин. Детальне вивчення подібних процесів відкриває і нові можливості для фахівців з агротехнологій: від створення рослин, які ефективніше використовують світловий день до рослин, краще витримують різкі зміни погоди за рахунок кращої роботи своєї «нервової системи».
