У насення раслін ёсць мозг?

Насенне раслін могуць выкарыстоўваць мініяцюрныя «мазгі», каб дапамагчы ім вырашыць, прарастаць або застацца ў стане бяздзейнасці. Пра гэта сведчыць новае навуковае даследаванне.

Гэты насеннай «мозг» ня валодае традыцыйным шэрым рэчывам, як у чалавека, але для апрацоўкі інфармацыі ён выкарыстоўвае той жа механізм, у адпаведнасці з якім працуюць нашы паўшар'я. Расліны інтэрпрэтуюць каскад сігналаў, выходных ад гармонаў, каб вырашыць, калі ім пачаць прарастаць.

Расліны падобныя на людзей

«Расліны падобныя на людзей у тым сэнсе, што яны павінны думаць і прымаць рашэнні, так жа як мы», - кажа суаўтар даследаванні Джордж Бассель, біёлаг Бірмінгемскага універсітэта ў Англіі. Па словах Басселя, людзі прымаюць рашэнні, выкарыстоўваючы невялікія групы спецыяльных клетак нервовай сістэмы, размешчаных у галаўным мозгу.

«Сапраўды гэтак жа, як у чалавека, ўнутры спячага семені існуе вельмі невялікая колькасць клетак, якімі прымаюцца пэўныя рашэнні. Гэтыя клеткі дзейнічаць падобна таму клеткам нашай нервовай сістэмы », - адзначыў Бассель ў часопісе Live Science.

Па словах навукоўца, даследчыкі могуць аднойчы выкарыстоўваць гэтыя ідэі для распрацоўкі насення, якія прарастаюць адначасова кожны сезон, а таксама для атрымання большай абароны супраць зменлівых кліматычных умоў.

Ежа для разважанняў

Ідэя, што расліны могуць адчуваць, чуць ці бачыць, у навуковым свеце абсалютна не новая. Даследчыкі паказалі, што саджанцы прарастаюць пад гукі вызначаных частот або паскараюць свой рост, калі паблізу знаходзяцца іншыя канкуруючыя віды раслін. І, паводле даследавання, праведзенага ў 2007 годзе (яно было апісана ў часопісе Oecologia), расліны могуць размаўляць адзін з адным, калі ім пагражае небяспека.

Таму, па словах біёлага Басселя, ідэя «мыслення» раслін не так надуманая, як падасца на першы погляд. Адно з доказаў таго, што акуратная апрацоўка інфармацыі аб навакольным асяроддзі гуляе вырашальнае значэнне для выжывання расліны, складаецца ў тэрмінах прарастання насення.

ролю насення

Насенне ўяўляюць сабой адзіны спосаб, якім расліна можа перамяшчацца на значныя адлегласці, ад непрыдатнай для выжывання асяроддзя да больш прыдатнай. Яны могуць падарожнічаць далёка, быўшы з'едзенымі жывёламі або пераносіцца па ветры. Па словах Басселя, такім спосабам расліна выкарыстоўвае адзін з спосабаў перамяшчэння ў часе і прасторы. Базэль сказаў, што бяздзейсныя насенне ляжаць у зямлі да таго часу, пакуль тэмпература ці іншыя ўмовы не будуць у парадку. Яны ў стане аптымізаваць свае шанцы на выжыванне.

Механізм мыслення раслін

Каб зразумець, як расліны прымаюць рашэнні, навуковец і яго калегі стварылі лічбавай атлас кожнай асобнай клеткі эмбрыёнаў (насення) расліны ракіты або Arabidopsis thaliana. Затым даследнікі адлюстроўвалі месцы, у якіх пэўныя гармоны, як правіла, лакалізуюцца ўнутры насення.

Яны выявілі, што два гармона, якія, як вядома, гуляюць ролю ў прарастанні, гиббереллин (GA) і абсцизовая кіслата (ABA), у высокіх канцэнтрацыях ўтрымліваліся ў кончыку эмбрыянальнага кораня.

З 3000-4000 клетак, якiя ўтрымлiваюцца ў насенні, прыкладна ад 25 да 40, па-відаць, гулялі дамінуючую ролю ў апрацоўцы гэтых гармонаў. Адна частка клетак прадукаваць гармоны GA, якія забяспечваюць сігнал для прарастання, у той час як іншая частка клетак, якая знаходзіцца на некаторай адлегласці, прадукаваць ABA, сігнал, які спрыяе «знаходжанні ў сне». Даследаванне паказала, што гармоны абменьваліся паміж сабой сігналамі.

«Выкарыстанне гэтых двух сігналаў забяспечвае як рост, так і яго прыпынак», - кажа Бассель ў Live Science.

У стане спакою ячэйкі выпрацоўваюць больш ABA, чым GA. І па меры паляпшэння ўмоў па-за семені ўзровень гармонаў GA паступова павялічваецца да тых часоў, пакуль «цэнтр прыняцця рашэнняў» насення не пачынае сігналізаваць, што лепш пачаць прарастаць, чым заставацца ў стане спакою. Гэты механізм апісаны даследчыкамі ў навуковай працы, апублікаваным у часопісе Proceedings Нацыянальнай акадэміі навук.

тэрміны прарастання

Каманда даследчыкаў дасягнула штучнага змены ўзроўню актыўнасці гармонаў у раслінах. Вопыт паказаў, што, маніпулюючы ўзроўнямі і тэрмінамі перадачы гарманальнай сігналізацыі, насенне могуць кантраляваць тэрміны прарастання.

«У насенні раслін два супрацьлеглыя цэнтра комплексу рашэнняў падзеленыя пэўным адлегласцю. Гэтак жа ў маторнай кары галаўнога мозгу чалавека два асобных паўшар'я ініцыююць рух або супакой », - сказаў Бассель.

«У жывёл падзел гэтых двух абласцей прадухіляе выпадковы імпульс ад прымусу цела да прыняцця няправільных рашэнняў», - канстатаваў вучоны.

Даследаванне даказала, што ў расліне падзел паміж абласцямі «рост» і «супакой» прызначана для прыняцця важных для іх існавання рашэнняў, якія стымулююць прарастанне ў перыяды, калі тэмпература навакольнага асяроддзя пастаянна мяняецца. Не ясна, чаму ваганні тэмпературы павінны быць настолькі важныя для раслін, але адна з прычын заключаецца ў тым, што гэта працэс дапамагае раслінам адчуваць, наколькі глыбока знаходзяцца іх карані ў глебе. Чым яны глыбей, тым больш буферизованы супраць тэмпературных змен. «Яшчэ адна асаблівасць заключаецца ў тым, што ваганні тэмпературы часцей адзначаюцца пры змене сезонаў. Перапады могуць дапамагчы насенню адчуць пераходныя перыяды », - канстатаваў Бассель.

Агульнасць паміж раслінамі і жывёламі

«Ідэя агульнасці структуры мозгу раслін і жывёл вельмі цікавая, таму што прадстаўнікі флоры і фауны відавочна эвалюцыянавалі ад адных і тых жа анатамічных структур», - сцвярджае Бассель. Паводле апошняга навуковаму даследаванню, агульным продкам раслін і жывёл быў аднакамерны, падобны багавінню, арганізм, які існаваў 1,6 мільярда гадоў таму.

Згодна навуковаму адкрыццю, апублікаванаму ў 2002 годзе ў часопісе Science, нягледзячы на гэты велізарны эвалюцыйны разрыў, расліны і жывёлы функцыянуюць па агульным прынцыпам, якія далі ім некаторую перавагу ў рэагаванні на зменлівую навакольнае асяроддзе. «І расліны, і жывёлы, дзякуючы эвалюцыйным працэсам, адаптаваліся па аналагічнай схеме», - сказаў Бассель.