Biljna neurobiologija: što misle biljke?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Biljke nemaju mozak i živčane stanice, u usporedbi sa životinjama izgledaju kao da su neosjetljive. Međutim, biolozi znaju da predstavnici ove skupine višestaničnih organizama primaju informacije izvana i obrađuju ih, mogu komunicirati jedni s drugima pomoću kemijskih signala.

Vrijedi li govoriti o "inteligenciji" biljaka?

Što će zamijeniti živce i mozak

Nježni bijeli cvjetovi anemone hrasta ukras su šuma srednje zone. Nije rijetkost vidjeti njezine latice sklopljene, iako je sunčan dan u punom jeku. Pa čekaj kišu. Odstranjivanjem cvjetova mala biljka ih štiti od vode i naleta vjetra.

U svijetu flore postoji mnogo takvih mehanizama za prilagođavanje promjenjivim vremenskim uvjetima, zaštitu od štetnika, zacjeljivanje rana i dobivanje hranjivih tvari na licu mjesta.

Organi percepcije kod biljaka su posebne receptorske stanice, ionski kanali u staničnim membranama koji prenose električne signale, posebna tijela koja imaju neka svojstva neurona.

Za razmjenu informacija između različitih dijelova tijela proizvode se različiti posrednički spojevi: hormoni, kemijski spojevi, male nekodirajuće RNA. Svi ti mehanizmi uspješno zamjenjuju osjetila i živčani sustav biljaka.

Osjetna percepcija biljaka aktivno se proučavala do 1970-ih, a zatim je postupno nestala.

Stefano Mansuko sa Sveučilišta u Firenci (Italija) i František Baluschka sa Sveučilišta u Bonnu (Njemačka) su 2005. godine odlučili da postoji puno podataka o "inteligenciji" biljaka i da je vrijeme da se taj smjer aktivira.

Nazvali su to "biljna neuroznanost". Naravno, ovo je metafora – govorimo o proučavanju reakcija i odgovora na vanjske podražaje.

Sljedbenici biljne neurobiologije smatraju da se u odnosu na floru može govoriti o pamćenju, sustavu akumulacije, pohrane i obrade informacija, kao i o mehanizmu odlučivanja. Prema nekim znanstvenicima, za to nije potreban mozak i živčani sustav, kao kod životinja.

Znanstvena zajednica u cjelini kritična je prema ovom području. Istodobno, rad na području komunikacijskih i signalnih sustava biljaka sada je prednjačio u znanosti.

Komunalni stan na livadi

Jedno od najvećih otkrića posljednjih godina je da biljke mogu prepoznati svoje susjede. Da bi to učinili, koriste crvena svjetla dugih zraka, kemijske signale, sekundarne metabolite.

Poznavanje okolnih vrsta pomaže biljci da preživi: izbjegavajte sjenu, branite se od neprijatelja, birajte najbolju hranu.

Biljke percipiraju kemijske spojeve – ono što nazivamo mirisima susjednih vrsta. Prenose se zrakom i pod zemljom korijenjem.

Kineski znanstvenici u časopisu Nature Communications navode rezultate eksperimenata s pšenicom. Istraživanja su pokazala da ova biljka razlikuje mirise stotinjak različitih vrsta koje rastu jedna uz drugu kroz korijenje.

Kao odgovor, ispušta vlastite tvari za reguliranje odnosa – na primjer, nešto poput antibiotika ako su konkurenti u blizini. Kao rezultat toga, pšenica inhibira njihov rast.

Naravno, ova metoda kemijske komunikacije nije analogna osjetilu mirisa kod životinja, ali biljke definitivno mogu ne samo emitirati, već i percipirati mirise.

Na primjer, parazitska vijuga, dodder, pronalazi biljku domaćina pomoću hlapljivih elemenata i proteže se u svom smjeru.

Pelin ranjen od štetnika upozorava rodbinu na opasnost od pojačanog mirisa.

Višegodišnja biljka zlatna šipka sposobna je sama percipirati kemijske spojeve (feromone) koje luče mužjaci šarene muhe mameći ženku. Ličinka muhe taložena na biljci izaziva bolest u obliku žuči – velike kuglice.

Znanstvenici su sugerirali da zlatna šipka miriše na muhe i jača imunološki sustav za borbu protiv neizbježne bolesti. Da biste to učinili, listovi trave povećavaju sadržaj jasmonske kiseline, koja odbija štetnike i pomaže u liječenju oštećenja tkiva.

Dobar sluh

Godine 1970. u SAD-u je objavljena knjiga Petera Tompkinsa i Christophera Birda "Tajni život biljaka". U njemu je, bez oslanjanja na znanstvene činjenice, dano puno fantastičnih podataka o cvijeću i drveću. Na primjer, rečeno je da su biljke pod stresom ako se u njihovoj prisutnosti razbije jaje, bundeva odstupa od zvučnika ako iz njih zvuči kamen.

Danas su se nakupile mnoge činjenice o percepciji zvukova od strane biljaka. Znanstvenici sa Sveučilišta Missouri (SAD) su 2014. godine utjecali na malu biljku Arabidopsis (Tal rezuhovidka) koristeći zvuk koji gusjenica žvače.

Pokazalo se da to povećava sadržaj antocijana (ljubičaste boje) i glukozinolata (gorčine) u lišću biljke. Iskustvo je pokazalo da rezukovidka različito reagira na vibracije zraka uzrokovane žvakanjem lišća, vjetrom i cvrkutom kukaca.

Znanstvenici sa Sveučilišta Mississippi nedavno su proveli pokuse sa sojom i kukcima koji na njoj žive – bubamare i sojine lisne uši. Na njih su utjecale različite vrste zvukova, uključujući buku grada, traktora, rock and rolla. Nakon dva tjedna, biljna biomasa se smanjila u odnosu na kontrolu.

Međutim, znanstvenici nisu skloni vjerovati da je stijena izravno ugnjetavala biljke. Dapače, on je nekako utjecao na štetočine, što je pojačalo njihove aktivnosti.