Czy nasiona roślin mają mózg?

Nasiona roślin mogą używać miniaturowych "mózgów", aby pomóc im rozwiązać, kiełkować lub pozostawać w stanie bezczynności. Potwierdzają to nowe badania naukowe.

To "mózg" nie ma tradycyjnej szarej materii, jak człowiek, ale wykorzystuje ten sam mechanizm przetwarzania informacji, zgodnie z którymi działają półkuli. Rośliny interpretują kaskadę sygnałów emitujących hormony, aby zdecydować, kiedy rozpocząć kiełkowanie.

Rośliny są jak ludzie

"Rośliny są jak ludzie w tym sensie, że muszą myśleć i podejmować decyzje, podobnie jak my", mówi współautor badania George Bassel, biolog z University of Birmingham w Anglii. Według Bassel ludzie podejmują decyzje przy użyciu małych grup specjalnych komórek układu nerwowego znajdujących się w mózgu.

"Podobnie jak osoba, w śliskim nasieniu jest bardzo mała liczba komórek, z którymi podejmowane są pewne decyzje. Komórki te działają w sposób podobny do komórek naszego układu nerwowego "- zauważa Bassel w czasopiśmie Live Science.

Zdaniem naukowca, naukowcy mogą raz użyć tych idei do rozwoju nasion, które kiełkują jednocześnie w każdym sezonie, a także w celu uzyskania większej ochrony przed zmieniającymi się warunkami klimatycznymi.

Żywność dla myśli

Idea, że rośliny mogą czuć, słyszeć lub widzieć, w nauce nie jest zupełnie nowe. Naukowcy wykazali, że sadzonki wzbogacają się w dźwięki o pewnych częstotliwościach lub przyspieszają ich wzrost, gdy inne gatunki roślin rosnących w pobliżu. Według badań przeprowadzonych w 2007 roku (opisanych w czasopiśmie Oecologia) rośliny mogą komunikować się ze sobą, gdy są zagrożone.

Dlatego, zdaniem biologa Bassel, idea "myślenia" roślin nie jest tak daleko odciągana, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Jednym z dowodów, że staranne przetwarzanie informacji o środowisku odgrywa decydującą rolę w przetrwaniu rośliny, jest czas kiełkowania nasion.

Rola nasion

Nasiona są jedynym sposobem, w jaki roślina może podróżować przez znaczne odległości, z niewykorzystanego środowiska do bardziej odpowiedniego. Mogą podróżować daleko, jedząc zwierzęta lub nosić na wietrze. Zdaniem Bassel, w ten sposób zakład wykorzystuje jeden ze sposobów poruszania się w czasie i przestrzeni. Basel powiedział, że nieaktywne nasiona leżą w ziemi, aż temperatura lub inne warunki są w porządku. Są w stanie zoptymalizować swoje szanse przetrwania.

Mechanizm myślenia roślin

Aby zrozumieć, jak rośliny podejmują decyzje, naukowiec i jego współpracownicy stworzyli cyfrowy atlas każdej poszczególnej komórki embrionów (nasion) rośliny tala lub Arabidopsis thaliana. Następnie naukowcy pokazali miejsca, w których niektóre hormony zlokalizowane są z reguły wewnątrz nasion.

Odkryli, że dwa hormony, które odgrywają rolę w kiełku- niu, gibberelinie (GA) i kwasie abscysowym (ABA), były utrzymywane w wysokich stężeniach na czubku korzenia zarodkowego.

Z 3000-4000 komórek zawartych w nasionach, w przybliżeniu 25 do 40, przypuszczalnie odgrywały dominującą rolę w leczeniu tych hormonów. Jedna część komórek produkowała hormony GA dostarczające sygnał do kiełkowania, podczas gdy druga część komórek, w pewnej odległości, wytwarzała ABA, sygnał, który promował "spanie". Badanie wykazało, że hormony wymieniano pomiędzy sygnałami.

"Użycie tych dwóch sygnałów zapewnia zarówno wzrost, jak i powstrzymanie" – mówi Bassel w Live Science.

W spoczynku komórki wytwarzają więcej ABA niż GA. Kiedy warunki poza nasieniem poprawiają się, poziom hormonów GA wzrasta stopniowo, aż "centrum decyzyjne" nasion zacznie sygnalizować, że lepiej zacząć kiełkować, niż pozostawać w spoczynku. Mechanizm ten opisują naukowcy z prac naukowych opublikowanych w czasopiśmie "Proceedings of the National Academy of Sciences".

Warunki kiełkowania

Zespół badaczy osiągnął sztuczne zmiany poziomu aktywności hormonów w roślinach. Doświadczenie wykazało, że poprzez manipulowanie poziomami i czasem przekazywania sygnałów hormonalnych, nasiona mogą kontrolować czas kiełkowania.

"W nasionach roślin, dwa przeciwległe centra kompleksu roztworów są oddzielone pewną odległością. Podobnie, w korę motoru ludzkiego mózgu, dwie oddzielne półkulki inicjują ruch lub odpoczynek "- powiedział Bassel.

"U zwierząt oddzielenie tych dwóch regionów zapobiega przypadkowemu impulsowi zmuszając organizm do podejmowania złych decyzji", stwierdził naukowiec.

Badanie wykazało, że w zakładzie separacja między regionami "wzrost" a "odpoczynek" ma na celu podejmowanie ważnych decyzji dotyczących ich istnienia, które stymulują kiełkowanie w okresach, w których temperatura otoczenia stale się zmienia. Nie jest jasne, dlaczego fluktuacje temperatur powinny być tak ważne dla roślin, ale jednym z powodów jest to, że proces ten pomaga roślinom poczuć, jak głęboko ich korzenie są w glebie. Im głębiej są, tym bardziej buforowane są przeciw zmianom temperatury. "Inną cechą jest to, że wahania temperatury są częściej obserwowane przy zmianie sezonów. Różnice mogą pomóc nasieniu poczuć okresy przejściowe ", powiedział Bassel.

Wspólność pomiędzy roślinami a zwierzętami

"Idea wspólnej struktury mózgu roślin i zwierząt jest bardzo fascynująca, ponieważ przedstawiciele flory i fauny wyraźnie ewoluowały z tych samych struktur anatomicznych", twierdzi Bassel. Według najnowszego badania naukowego wspólny przodek roślin i zwierząt był jednokomorowym organizmem zawierającym glony, który istniał 1,6 miliarda lat temu.

Według naukowego odkrycia opublikowanego w 2002 roku w czasopiśmie Science, pomimo tej ogromnej luki ewolucyjnej, rośliny i zwierzęta działają zgodnie z ogólnymi zasadami, co dało im przewagę w reagowaniu na zmieniające się środowisko. "Zarówno rośliny, jak i zwierzęta, dzięki procesom ewolucyjnym, dostosowane według podobnego wzoru", powiedział Bassel.