Өсімдіктердің нейробиологиясы: өсімдіктер не ойлайды?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Өсімдіктерде ми мен жүйке жасушалары жоқ, жануарлармен салыстырғанда олар сезімтал емес сияқты. Дегенмен, биологтар көп жасушалы организмдердің осы тобының өкілдері ақпаратты сырттан қабылдап, оны өңдейтінін, олар химиялық сигналдар арқылы бір-бірімен байланыса алатынын біледі.

Өсімдіктердің «интеллектісі» туралы айту керек пе?

Нервтер мен мидың орнын не басады

Емен анемонының нәзік ақ гүлдері ортаңғы аймақтың ормандарын безендіреді. Күннің шуақты күні болса да, оның жапырақшаларының бір-біріне қатпарланғанын көру сирек емес. Сондықтан жаңбырды күтіңіз. Гүлдерді алып тастау арқылы кішкентай өсімдік оларды судан және желдің екпінінен қорғайды.

Өсімдіктер әлемінде ауа райының құбылмалы жағдайына бейімделу, зиянкестерден қорғану, жараларды емдеу, қоректік заттарды орнында алу үшін көптеген механизмдер бар.

Өсімдіктердегі қабылдау органдары – арнайы рецепторлық жасушалар, электрлік сигналдарды жіберетін жасуша мембранасындағы иондық арналар, нейрондардың кейбір қасиеттері бар арнайы денелер.

Дененің әртүрлі бөліктері арасында ақпарат алмасу үшін әртүрлі медиаторлық қосылыстар өндіріледі: гормондар, химиялық қосылыстар, кодталмаған шағын РНҚ. Барлық осы механизмдер өсімдіктер үшін сезім мен жүйке жүйесін сәтті ауыстырады.

Өсімдіктерді сенсорлық қабылдау 1970 жылдарға дейін белсенді түрде зерттелді, содан кейін бірте-бірте жойылды.

2005 жылы Флоренция университетінен (Италия) Стефано Мансуко мен Бонн университетінен (Германия) Франтишек Балушка өсімдіктердің «интеллектісі» туралы көптеген деректер бар және бұл бағытты белсендіру уақыты келді деп шешті.

Олар оны «өсімдіктердің неврологиясы» деп атады. Әрине, бұл метафора - біз сыртқы ынталандыруға реакциялар мен жауаптарды зерттеу туралы айтып отырмыз.

Өсімдік нейробиологиясының ізбасарлары флораға қатысты жады, ақпаратты жинақтау, сақтау және өңдеу жүйесі, сондай-ақ шешім қабылдау механизмі туралы айтуға болады деп есептейді. Кейбір ғалымдардың айтуынша, бұл үшін жануарлардағыдай ми мен жүйке жүйесі қажет емес.

Жалпы ғылыми қауым бұл салаға сын көзбен қарайды. Бұл ретте өсімдіктердің байланыс және сигналдық жүйелері саласындағы жұмыстар қазір ғылымның алдыңғы қатарында.

Шалғынды коммуналдық пәтер

Соңғы жылдардағы басты жаңалықтардың бірі - өсімдіктердің көршілерін тани білуі. Ол үшін олар жоғары сәулелік қызыл жарықты, химиялық сигналдарды, екіншілік метаболиттерді пайдаланады.

Айналадағы түрлерді білу өсімдікке аман қалуға көмектеседі: көлеңкеден аулақ болыңыз, жаулардан қорғаңыз, ең жақсы тағамды таңдаңыз.

Өсімдіктер химиялық қосылыстарды қабылдайды - біз оны көрші түрлердің иісі деп атаймыз. Олар ауа арқылы, жер асты арқылы тамыр арқылы таралады.

Қытай ғалымдары Nature Communications журналында бидаймен жүргізілген тәжірибелердің нәтижелерін келтіреді. Зерттеулер көрсеткендей, бұл өсімдік тамыры арқылы қатар өсетін жүзге жуық түрдің иісін ажыратады.

Жауап ретінде ол қарым-қатынасты реттеу үшін өз заттарын шығарады - мысалы, жақын жерде бәсекелестер болса, антибиотиктер сияқты нәрсе. Нәтижесінде бидай олардың өсуін тежейді.

Әрине, бұл химиялық байланыс әдісі жануарлардың иіс сезіміне ұқсас емес, бірақ өсімдіктер міндетті түрде иістерді шығарып қана қоймай, сонымен қатар қабылдай алады.

Мысалы, паразиттік тұнба, доддер ұшқыш элементтер арқылы иесі өсімдікті тауып, оның бағытына қарай созылады.

Зиянкестермен жараланған жусан туыстарын күшейтілген иіс қаупі туралы ескертеді.

Көпжылдық шөптесін алтын таяқша аналықты азғыратын ала шыбынның аталықтары бөлетін химиялық қосылыстарды (феромендер) өзі қабылдай алады. Өсімдікке салынған шыбын личинкасы өт түрінде ауру тудырады - үлкен шар.

Ғалымдар алтын таяқша шыбынның иісін сезініп, еріксіз аурумен күресу үшін иммундық жүйені нығайтады деп болжайды. Бұл үшін шөптің жапырақтары зиянкестерді жоятын және тіндердің зақымдануын емдеуге көмектесетін жасмон қышқылының құрамын арттырады.

Жақсы есту

1970 жылы АҚШ-та Питер Томпкинс пен Кристофер Бердтің «Өсімдіктердің құпия өмірі» кітабы жарық көрді. Онда ғылыми деректерге сүйенбей, гүлдер мен ағаштар туралы көптеген фантастикалық мәліметтер берілді. Мысалы, жұмыртқа олардың жанында сынса өсімдіктер күйзеліске ұшырайды, асқабақ олардан тас дыбысы шықса динамиктерден ауытқиды деп айтылды.

Қазіргі уақытта өсімдіктердің дыбыстарды қабылдауы туралы көптеген фактілер жинақталған. 2014 жылы Миссури университетінің (АҚШ) ғалымдары арабидопсис (Tal rezuhovidka) деген кішкентай шөпке құрт шайнайтын дыбыс арқылы әсер етті.

Бұл өсімдік жапырақтарындағы антоцианиндер (күлгін бояғыштар) мен глюкозинолаттардың (ащы) мөлшерін арттырады екен. Тәжірибе көрсеткендей, резуковидка жапырақтардың шайнауынан, желден және шырылдаған жәндіктерден туындаған ауа діріліне басқаша әсер етеді.

Жақында Миссисипи университетінің ғалымдары соя бұршақтарымен және онда мекендейтін жәндіктермен - ледибұршақтармен және соя тлилерімен тәжірибелер жүргізді. Оларға әртүрлі дыбыс түрлері әсер етті, соның ішінде қала шуы, трактор, рок-н-ролл. Екі аптадан кейін өсімдік биомассасы бақылаумен салыстырғанда төмендеді.

Дегенмен, ғалымдар тастың өсімдіктерді тікелей қысатынына сенуге бейім емес. Керісінше, ол зиянкестерге әсер етті, бұл олардың қызметін күшейтті.