A növények Jack C Schultz szerint “csak nagyon lassú állatok”.
Ez nem az alapbiológia félreértése. Schultz a kolumbiai Missouri Egyetem Növénytudományi Osztályának professzora, és négy évtizedet töltött a növények és a rovarok kölcsönhatásainak vizsgálatával. Tudja a dolgát.
Ehelyett pontot tesz a leveles unokatestvéreink általánosan felfogott véleményére, amelyet úgy érez, hogy a bútor részeként túl gyakran elutasítják. A növények a területért küzdenek, élelmet keresnek, elkerülik a ragadozókat és csapdába ejtik a zsákmányt. Életesek, mint minden állat, és – mint az állatok – viselkedést mutatnak.
“Ennek megtekintéséhez csak gyorsan kell filmet készíteni egy növekvő növényről – akkor úgy fog viselkedni, mint egy állat, “lelkesedik Olivier Hamant, a francia Lyoni Egyetem növénytudósának. Valójában egy időintervallumú fényképezőgép teljes dicsőségében tárja fel a növények viselkedésének idegen világát, amint azt bárki tanúsíthatja, aki látta David Attenborough Life sorozatának híres erdősorozatát.
Ezek a növények együtt mozognak cél, ami azt jelenti, hogy tisztában kell lenniük a körülöttük zajló eseményekkel. “A helyes reagáláshoz a növényeknek kifinomult érzékelő eszközökre is szükségük van különböző körülményekre hangolva” – mondja Schultz.
Tehát mi a növényi érzék? Nos , ha hisz Daniel Chamovitznak, az izraeli Tel Avivi Egyetemnek, akkor ez nem annyira különbözik a miénktől, mint amire számíthat.
Amikor Chamovitz nekilátott megírni a Mit tud egy növény című könyvét – amelyben feltárja, hogy a növények hogyan élik meg a világot a legszigorúbb és naprakészebb tudományos kutatások révén – némi borzadással tette ezt.
“Hihetetlenül óvakodtam attól, hogy mi lesz a válasz” mondja.
A Beethoven-szimfónia kevés következménye van a növénynek, de az éhes megközelítése a hernyó egy másik történet
Aggodalma nem volt alaptalan. Növénykönyvében szereplő leírások, amelyek szerint a növények látják, szagolják, érzik és valóban ismerik, visszhangzik a Növények titkos élete című népszerű könyvből, amely 1973-ban jelent meg, amely a virágerővel nevelt generációnak szólt, de kevéssé tartalmazta a tényeket .
A korábbi könyv legtartósabb állítása talán az az alaposan hiteltelen gondolat, hogy a növények pozitívan reagálnak a klasszikus zene hangjára.
De a növényészlelés vizsgálata eljött az 1970-es évek óta hosszú utat tettek meg, és az utóbbi években a növényi érzékszervek kutatása felgyorsult. Ennek a munkának a motivációja nem csupán annak bemutatása volt, hogy “a növényeknek is vannak érzéseik”, hanem az, hogy megkérdőjelezzék, miért, sőt, hogyan , egy növény érzékeli a környezetét.
Írja be Heidi Appelt és Rex Cocroftot, a Missouri-i Schultz munkatársait, akik a növényhallással kapcsolatos igazságot keresik.
“Munkánk fő hozzájárulása ok volt arra, hogy miért befolyásolja a növényeket a hang “- mondja Appel. A Beetho A ven szimfónia kevés következményt mutat egy növény számára, de az éhes hernyó megközelítése egy másik történet.
Kísérleteik során Appel és Cocroft megállapították, hogy a hernyók által keltett csípős zajok felvételei miatt a növények elárasztották a növényeket. kémiai védekezéssel ellátott levelek a támadók elhárítására. “Megmutattuk, hogy a növények ökológiailag releváns” hangra “ökológiailag releváns válaszsal reagáltak” – mondja Cocroft.
Orrunk és fülünk van, de mi van egy növénynek?
Az ökológiai relevancia kulcsfontosságú. Consuelo De Moraes, a svájci Zürichi Szövetségi Technológiai Intézet munkatársaival együtt kimutatta, hogy egyes növények képesek megismerni a közeledő rovarokat, de érzik a szomszédos növények által ezekre adott válaszként felszabaduló illékony jeleket. .
Vészjóslóbb módon még 2006-ban bemutatta, hogy a dodder szőlő néven ismert parazita növény hogyan szippantja ki a potenciális gazdaszervezetet. A kitérő szőlő aztán a levegőben vergődik, mielőtt a szerencsétlen gazdaszervezet köré tekerne és kivonja a tápanyagokat. Fogalmilag semmi sem különbözteti meg tőlünk ezeket a növényeket. Szagolnak vagy hallanak valamit, majd ennek megfelelően cselekszenek, ugyanúgy, mint mi.
De természetesen van egy fontos különbség. “Nem igazán tudjuk, mennyire hasonlítanak a növények és állatok szagérzékelési mechanizmusai, mert a növényekben nem sokat tudunk ezekről a mechanizmusokról” – mondja De Moraes.
Orrunk és fülünk van , de mit tartalmaz egy növény?
A szenzoros bemenet nyilvánvaló központjainak hiánya megnehezíti a növényi érzékek megértését. Nem mindig ez a helyzet – a növények által például “látni” használt fotoreceptorok meglehetősen jól tanulmányozottak -, de minden bizonnyal ez egy olyan terület, amely további vizsgálatokat érdemel.
A részükről Appel és A Cocroft abban reménykedik, hogy felkutatja a növénynek a hangra reagáló részét vagy részeit.
A kutatók elkezdtek olyan ismétlődő mintákat találni, amelyek mély párhuzamokra utalnak az állatokkal
Valószínű jelöltek az összes növényi sejtben megtalálható mechanoreceptor fehérjék. Ezek átalakítják azokat a mikro-deformációkat, amelyeket a hanghullámok generálhatnak, amikor egy tárgyat átmosnak elektromos vagy kémiai jelekké.
Tesztelik, hogy a hibás mechanoreceptorral rendelkező növények képesek-e még reagálni a rovarok zajára. Úgy tűnik, hogy egy növény számára nincs szükség olyan nehézkes dolgokra, mint egy fül.
A növényekkel megosztott másik képességünk a propriocepció: a “hatodik érzék”, amely lehetővé teszi (némelyikünk) megérintését. típus, zsonglőrködés és általában tudja, hol vannak a testünk különböző bitjei az űrben.
Mivel ez egy olyan értelem, amely az állatoknál nem kapcsolódik eredendően egy szervhez, hanem inkább a mechanoreceptorok közötti visszacsatolási hurokra támaszkodik. izmok és az agy, a növényekkel való összehasonlítás rendesebb. Míg a molekuláris részletek kissé eltérnek egymástól, a növényeknek vannak mechanoreceptorai is, amelyek észlelik a környezetükben bekövetkező változásokat, és ennek megfelelően reagálnak.
“Az átfogó ötlet ugyanaz” – mondja Hamant, aki 2016-os társszerzője. propriocepció kutatás. “Eddig azt tudjuk, hogy a növényekben ez inkább a mikrotubulusokhoz kapcsolódik, reagálva a nyújtásra és a mechanikai deformációkra.”
Valójában egy 2015-ben publikált tanulmány még mélyebbre nyúló hasonlóságokat mutat. , javasolva az aktin – az izomszövet kulcsfontosságú összetevője – szerepét a növényi propriocepcióban. “Ezt kevésbé támasztják alá” – mondja Hamant. “De volt néhány bizonyíték arra, hogy a szövetben lévő aktinszálak érintettek, szinte olyanok, mint az izom.” A növényi érzékszervek kutatásának előrehaladtával a kutatók elkezdtek olyan ismétlődő mintákat találni, amelyek mély párhuzamokra utalnak az állatokkal.
Ma már vannak növénykutatók, akik ilyen hagyományosan vizsgálnak nem növényi területek, mint emlékezet, tanulás és problémamegoldás
2014-ben a svájci Lausanne-i Egyetem egy csapata kimutatta, hogy amikor egy hernyó megtámad egy Arabidopsis növény, elektromos aktivitási hullámot vált ki. Az elektromos szignálozás jelenléte a növényekben nem új ötlet – John Burdon-Sanderson fiziológus már 1874-ben a Vénusz légcsapjának hatásmechanizmusaként javasolta -, de ami meglepő, az a szerep, amelyet a glutamát receptoroknak nevezett molekulák játszanak. / p>
A glutamát a központi idegrendszerünk legfontosabb neurotranszmittere, és pontosan ugyanazt a szerepet tölti be a növényekben, kivéve egyetlen döntő különbséget: a növények nem rendelkeznek idegrendszerrel.
“Molekuláris a biológia és a genomika elmondja, hogy a növények és az állatok meglepően korlátozott számú molekuláris “építőelemből” állnak, amelyek nagyon hasonlóak “- mondja Fatima Cvrčková, a cseh prágai Károly Egyetem kutatója. Az elektromos kommunikáció két különféle módon fejlődött, minden alkalommal olyan építőelemeket alkalmazva, amelyek feltehetően már 1,5 milliárd évvel ezelőtt megelőzik az állatok és növények közötti megosztottságot.
“Az evolúció bizonyos számú potenciális kommunikációs mechanizmusok, és bár ehhez különböző módon juthat el, a végpont továbbra is ugyanaz “- mondja Chamovitz.
Annak felismerése, hogy léteznek ilyen hasonlóságok, és hogy a növények sokkal nagyobb képességekkel bírnak érzékelni a világukat, mint azt a látszat sugallhatja, figyelemre méltó állításokhoz vezetett a “növényi intelligencia” kapcsán, sőt új tudományágat is létrehozott. Az elektromos jelátvitel a növényekben az egyik kulcsfontosságú tényező volt a “növényi neurobiológia” megszületésében (ezt a kifejezést a növényekben előforduló idegsejtek hiánya ellenére használják), és ma már vannak olyan növénykutatók, amelyek olyan hagyományosan nem növényi területeket vizsgálnak, mint az emlékezet, a tanulás és a probléma -megoldás.
A szemhiány ellenére az olyan növények, mint az Arabidopsis, legalább 11 fotoreceptorral rendelkeznek, szemben a gyengéd négyünkkel
Ez a gondolkodásmód oda vezetett, hogy a svájci törvényalkotók irányelveket fogalmaztak meg a “növények méltóságának” védelmére – bármit is jelentsen ez.
És bár sokan metaforikusnak tartja az olyan kifejezéseket, mint a “növényi intelligencia” és a “növényi neurobiológia”, még mindig sok kritika érte őket, nem utolsósorban Chamovitz részéről. “Szerintem a növények okosak? Szerintem a növények összetettek” – mondja. Szerinte a bonyolultságot nem szabad összetéveszteni az intelligenciával.
Tehát bár hasznos ötleteket közölni a növényeket antropomorf kifejezésekkel, vannak korlátok. A veszély az, hogy végül a növényeket az állatok alacsonyabbrendű változataként tekintjük meg, ami teljesen elmulasztja a lényeget.
“Mi növénytudósok örömmel beszélünk a növények és az állatok életmódjainak hasonlóságairól és különbségeiről, amikor bemutatjuk az állatok eredményeit. növénykutatás a nagyközönség számára “- mondja Cvrčková.Úgy véli azonban, hogy a növények leírása az állati metaforákra támaszkodik.
“El akarja kerülni, hacsak nem érdekel egy (általában hiábavaló) vita a sárgarépa fájdalomérzetének képességéről. amikor beleharapsz. “
A növények kiválóan alkalmasak arra, hogy pontosan azt tegyék meg, amire szükségük van. Hiányozhat idegrendszerük, agyuk és egyéb funkciók, amelyeket összetettséggel társítunk, de más területeken kiválóak .
Növényszerűbbek vagyunk, mint gondolnánk.
Például a szemhiány ellenére az olyan növények, mint az Arabidopsis, legalább 11 fotoreceptorral rendelkeznek, szemben az enyhe négyesével. Ez azt jelenti, hogy bizonyos értelemben a látásuk bonyolultabb, mint a miénk. A növényeknek más prioritása van, és érzékszerveik a rendszerek ezt tükrözik. Amint Chamovitz könyvében rámutat: “a növény számára a fény sokkal több, mint jel; A fény táplálék. “
Tehát bár a növények ugyanazokkal a kihívásokkal néznek szembe, mint az állatok, érzékszervi követelményeiket ugyanúgy alakítják az őket megkülönböztető dolgok.” A növények gyökere – az a tény, hogy mozdulatlanok – azt jelenti, hogy valójában sokkal jobban tisztában kell lenniük környezetükkel, mint neked vagy nekem “- mondja Chamovitz.
Annak érdekében, hogy teljes mértékben értékeljük, hogy a növények hogyan érzékelik a világot, fontos, hogy a tudósok és a szélesebb közönség értékelje őket mik ők.
“A növényi emberek veszélye az, hogy ha folyamatosan összehasonlítjuk az állatokkal, akkor hiányozhat a növények értéke” – mondja Hamant.
“Szeretnék lásd a növényeket, amelyeket inkább csodálatos, érdekes, egzotikus élőlényeknek ismernek el, “egyetért Cvrčková”, kevésbé pedig az emberi táplálkozás és a bioüzemanyagok puszta forrásaként. “Ez a hozzáállás mindenki számára előnyös lesz. A genetika, az elektrofiziológia és a transzpozonok felfedezése csak néhány példa azokra a területekre, amelyek a növények kutatásával kezdődtek, és ezek mind revo-nak bizonyultak biológia egészében.
Ezzel szemben annak felismerése, hogy van néhány közös dolog a növényekkel, alkalmat adhat arra, hogy elfogadjuk, hogy inkább növényi jellegűek vagyunk, mint gondolnánk, mint a növények állatiasabbak, mint általában feltételezzük.
“Talán mechanikusabbak vagyunk, mint gondolnánk” – zárja Chamovitz. Számára a hasonlóságoknak figyelmeztetniük kell bennünket a növények “meglepő összetettségére és a Föld összes életét összekötő közös tényezőkre.
” Akkor kezdhetjük értékelni a biológia egységét. “
Csatlakozzon több mint hatmillió BBC Earth rajongóhoz, kedvelve minket a Facebookon, vagy kövessen minket a Twitteren és az Instagramon.
Ha tetszett ez a történet, iratkozzon fel a bbc.com heti hírlevelére a “Ha A héten csak 6 dolgot olvastál “. Válogatott válogatás a BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel és Autos történeteiből, amelyeket minden pénteken postaládájába juttatunk.