Ar augalai kalbasi tarpusavyje ir šaukiasi pagalbos?

We now know that do “talk” to each other;

Ar augalai kalbasi tarpusavyje? Taip. Jie daro. Ir, matyt, jie taip pat rėkia! Bet ne mums žinomais būdais. Juk augalai priklauso kitai gyvybės formai.

Jei turite kiemą, pabandykite pjauti žolę. Pastebėsite tam tikrus kvapus. Jie iš tikrųjų yra išskiriamų cheminių medžiagų mišinys. Žmonėms jie gali būti malonūs. Tačiau augalams tai signalizuoja apie pavojų kelyje.

Mokslinis supratimas apie tai, kaip augalai bendrauja per savo šaknis, lapus ir skleidžiamus elektros impulsus, neatsirado vienu kartu. Įrodymai išsivystė arba kaupėsi per kelis dešimtmečius.

Jie parodo vieną iš žavingų gyvenimo realijų: augalai turi savitą ryšį vienas su kitu, dažniausiai gynybos tikslais. Skaityk:

Kokie yra įrodymai, kad augalai „kalba“ vienas su kitu?

1990 m. spalio mėn. Tedas Farmeris, Vašingtono valstijos universiteto mokslininkas, dirbo su vietiniu šalaviju, kuris gamina metilo jazmonatą – ore sklindančią organinę cheminę medžiagą.

Botanikai mano, kad ši cheminė medžiaga apsaugo nuo žolėdžių vabzdžių. Laboratoriniai eksperimentai rodo, kad kai pažeisti šalpusnio lapai buvo dedami į sandarius stiklainius su vazoniniais pomidorų augalais, pomidorai pradėjo gaminti proteinazės inhibitorius – junginius, kurie kenkia vabzdžiams, sutrikdydami jų virškinimą.

Savo straipsnyje, paskelbtame žurnale PNAS, ūkininkas padarė išvadą: „tarpaugalų komunikacija yra tikra“. Tas tyrimas buvo kruopščiai atliktas, tinkamai pakartotas ir buvo gana įtikinamas.

Ar augalai skaičiuojami?

Neurologas Gregas Gage’as, kuris naudoja sudėtingą įrangą smegenims tirti, teigė, kad nors augalai neturi smegenų ir kraujo, kaip turi gyvūnai, jie bendraudami naudoja elektrinius signalus. TED pokalbyje jis užmezgė ryšį su Mimosa pudica – augalu, kurio lapai užsidaro palietus, kuri užkoduoja skaitmeninę informaciją, kai ji juda.

Kitas augalas, žinomas kaip Veneros muselėdis (mėsėdis augalas), parodo, kaip jis naudoja elektrinius signalus informacijai perduoti, judėjimui suaktyvinti ir net skaičiuoti (sugaudant musę, nustatykite, ar spąstuose yra musė).

Mimosa pudica – augalas, kurio lapai užsidaro palietus, judėdamas užkoduoja skaitmeninę informaciją.

Kaip augalai bendrauja?

Yra keletas būdų, kaip augalai kalbasi tarpusavyje. Patyrę botanikai šiuos mechanizmus atrado bėgant metams.

Trumpai tariant (neskirta kalambūro), tai per jų šaknis ir lapus – taip pat jų išskiriamas chemines medžiagas. Mažiausiai 40 tyrimų, siekiančių aštuntą dešimtmetį, rodo, kad taip yra.

Biologinis pokalbis: kaip kalba šaknys?

Vienas iš būdų, kaip augalai turi „biologinį pokalbį“, yra išskiriant nedidelį kiekį specialių cheminių medžiagų į dirvą per augalo šaknų zoną. Botanikai tai vadina „rizosfera“. Šios cheminės medžiagos, vadinamos „šaknų eksudatais“, siunčia signalus visoms kitoms „šaknų zonoje“ esančioms gyvybėms.

AUGALAI YRA BIOCHEMIJOS MEISTRO

Augalai yra sintetinės biochemijos meistrai. Šiandien Vakarų pasaulyje apie 40 % vaistų, esančių po vaistininko prekystaliu, yra gaunami iš augalų, kuriuos žmonės vartojo šimtmečius.

40%

Šiuolaikinėse vaistinėse randama augalų dalis medicinoje.

Palaukite… taigi kaip šis reiškinys buvo atrastas?

Vienas iš ankstyviausių augalų apsaugos nuo herviborų tyrimų buvo atliktas 1972 m. 1982 m. David Rhoades, Lynn Erckmann ir Gordon Orians (Vašingtono universitetas) atlikti eksperimentai nustatė, kad neužkrėsti gluosniai pakeitė savo lapų cheminę sudėtį. taip pat, kaip netoliese esantys gluosniai, kuriuos užpuolė palapinių vikšrai.

1983 m. liepos 15 d. biologas Jackas C. Schultzas ir chemikas Ianas T. Baldwinas Dartmuto koledže Naujajame Hampšyre aptiko panašius gynybinius veiksmus tarp cukrinių klevų ir tuopų sodinukų, kaip rašoma žurnale. Mokslas.

Tai, ką jie rado, sukrėtė botaniką. Augalų skleidžiamos cheminės medžiagos kaip virusai „plaukia“ ore, dažniausiai nepastebimai. Tačiau šios cheminės medžiagos turi nedidelį kvapą, kurį gali aptikti kaimyniniai augalai ir mokslininkai, turintys specialių prietaisų.

Kas yra šios cheminės medžiagos?

Cheminės medžiagos sklinda iš pažeistų augalo dalių, o tai reiškia tai, ką botanikai vadina „tyliu riksmu“ arba savotišku „pavojaus signalu“.

  • Alkoholiai
  • Aldehidai
  • Ketonai
  • Esteriai

Bendrai jie žinomi kaip lakieji organiniai junginiai (LOJ)

Lakieji organiniai junginiai (LOJ)

Įrodymai, kad augalai išskiria LOJ, kai juos pažeidžia žolėdžiai, yra gerai žinomi moksle.

LOJ išskiriami kaip dujos ir patenka į orą. Daugelio LOJ koncentracijos patalpose yra nuolat didesnės (iki 10 kartų didesnės) nei lauke.

Yra įrodymų, kad augalai gali kažkaip suvokti šį nepastovumą ir reaguoti gynybine reakcija.

Kaip šaknys kalba?

2011 m. komanda, vadovaujama Zdenkos Babikovos iš Biologijos ir aplinkos mokslų instituto, Aberdyno universiteto, JK, paskelbė savo disertaciją apie augalus, kalbama per jų šaknis žurnale Ecology Letters.

Daugumos sausumos augalų šaknis kolonizuoja mikoriziniai grybai. Jie ne tik suteikia mineralinių maistinių medžiagų mainais į anglį: jie yra žemės internetas.

Tyrėjai įrodė, kad požeminiai signalai, perduodami per bendrus „micelio“ tinklus, įspėja kaimyninius augalus apie amarų ataką.

Tyrimai parodė, kad mikorizės grybiena taip pat gali veikti kaip signalų tarp augalų kanalas, veikiantis kaip „ankstyvojo įspėjimo sistema“ apie žolėdžių atakas.

MICELIJA

Grybiena reiškia mažyčius didesnio grybo organizmo „siūlus“, kurie apgaubia arba įsisuka į medžių šaknis. Apibendrinant, grybiena sudaro vadinamąjį „mikorizės tinklą“, kuris sujungia atskirus augalus, kad perneštų vandenį, azotą, anglį, kitus mineralus ir informaciją, kurią augalai supranta.

Kaip lapai bendrauja?

Dešimtys tyrimų rodo, kaip augalai bendrauja ir per savo lapus.

Naujausias tyrimas buvo paskelbtas 2018 m. liepos mėn Augalų metodai. Šiame tyrime komanda, vadovaujama Leandro do Prado Ribeiro, mokslininko Santa Katarinoje, Brazilijoje, parodė pradinius įrodymus, kaip aukštųjų technologijų (hiperspektrinis) vaizdavimas rodo tiesioginį augalų atsaką į stresorius, bet ir į įvairius augalų bendrijų veikimo būdus. galintis bendrauti.

STOCK miškas

Tyrimai parodė, kad mikorizės grybiena taip pat gali veikti kaip signalų tarp augalų kanalas, veikiantis kaip „ankstyvojo įspėjimo sistema“ apie žolėdžių atakas.

Grupė teigė, kad jie buvo pirmieji, paskelbę tokį tyrimą, rodantį, kaip fito junginių duomenys koreliuoja su lapų „atspindėjimu“ – vienu aspektu to, ką jie vadino „augalo ir augalo bendravimu“.

Per kelias sekundes įtampos pokyčiai audiniuose išspinduliavo iš pažeidimo vietos link stiebo ir už jo ribų. Kai bangos kilo į išorę, jazmono rūgštis susikaupė net toli nuo pažeidimo vietos.

Lozanos universiteto Tedas Farmeris, augalų signalizacijos pradininkas, daugiausia dėmesio skiria tai, kaip augalai suaktyvina savo apsaugą, paprastai per kelias sekundes, po žolėdžių „sužeidimų“. Šis reiškinys apima elektrinius signalus, vadinamus lėtųjų bangų potencialais (SWP).

Tai buvo galingas beveik visiškai neatpažinto būdo, kuriuo augalai perduoda informaciją, atradimas – elektros impulsais ir įtampa paremta sistema, signalizuojančia panašiai kaip gyvūnų nervų sistema.

Ar augalai tikrai skleidžia elektros signalus?

Dabar eksperimentai įrodo, kad taip yra. Pasirodo, VIENAS lapas žino, kad yra valgomas. Ir tas lapas gali pasakyti kitoms augalo dalims, kad jos imtų gaminti gynybines chemines medžiagas nuo įsibrovėlio.

Siekdama įrodyti, kad elektriniai signalai veikia, jo komanda uždėjo mikroelektrodus ant Arabidopsis thaliana lapų ir lapkočių (gimtoji Afrikoje ir kai kuriose Azijos dalyse). Tada jie leido vaišintis medvilnės lapų kirmėlėms.

Per kelias sekundes įtampos pokyčiai audiniuose išspinduliavo iš pažeidimo vietos link stiebo ir už jo ribų. Kai bangos kilo į išorę, jazmono rūgštis susikaupė net toli nuo pažeidimo vietos.

Ar tai tikrai vyksta tarp laukinių augalų?

Kitas tyrinėtojas Tedas Karbanas pakartojo Farmerio eksperimentą laukinėje gamtoje. Jis karpė šalpusnius, imituodamas aštrių vabzdžių dantų sužalojimus. Tai paskatino augalus gaminti metilo jazmonatą ir kitas ore esančias chemines medžiagas – tada netoliese esantis laukinis tabakas pradėjo pumpuoti gynybinį fermentą polifenolio oksidazę.

Sezono pabaigoje šių tabako augalų lapai buvo daug mažiau pažeisti nei kitų amūrų ir kirmėlių. Kitas eksperimentas parodė: kai laukinės lima pupelės yra veikiamos lakiųjų medžiagų iš kitų lima pupelių augalų, kuriuos valgo vabalai, jie auga greičiau ir atsispiria atakoms.

Dabar žinoma, kad kiekvienas ištirtas žalias augalas išskiria savo LOJ mišinį, o daugelis rūšių registruojasi ir reaguoja į šiuos plunksnus.

FILMAS: „Slaptas augalų gyvenimas“

1979 m. filmas „Slaptas augalų gyvenimas“ (pagal 1973 m. išleistą to paties pavadinimo knygą) sužavėjo publiką uždelsta fotografija, dėl kurios augalai, išskleisdami lapus ir išstumdami šaknis, raitydavosi iš gyvybingumo.

Filme teigiama, kad mokslas įrodė, kad augalai yra sąmoningi ir gali jausti „žmogaus emocijas“.

Dėl to kai kurie mokslininkai tapo ciniškesni.

1985 m. du 1982 ir 1983 m. paskelbtus „kalbančio medžio“ straipsnius (parašė Rhoadesas ir Baldwinas) žymus ekologas Johnas Lawtonas (vėliau paskelbtas riteriu) ir Simonas V. Fowleris savo darbe „Rapidly Induced“ atmetė juos kaip „prastai suprojektuotus“. Gynyba ir kalbantys medžiai: velnio advokato pozicija “, paskelbtas žurnale „American Naturalist“.

Lawtonas teigė, kad Rhoadeso išvados galėjo būti atsitiktinės. Tačiau vėlesni tyrimai rodo, kad augalai kalba per savo šaknis ir lapus.

Šiai botanikos disciplinai dabar skiriama daugiau dėmesio, nes atsiranda naujų įrankių, padedančių tyrėjui tiek laboratorijoje, tiek laukinėje aplinkoje.

Kokios pasekmės?

Jis milžiniškas. Galimybė, kad augalai nuolat dalijasi informacija, nėra tik intriguojanti botanika – šios žinios gali sustiprinti mūsų supratimą, kad miškas yra daugiau nei tai, ką matome. Be to, tai gali sukelti revoliuciją žemės ūkyje, ypač ieškant būdų, kaip natūraliai pagerinti pasėlių atsparumą kenkėjams, o tai gali apriboti platų toksiškų pesticidų ir herbicidų naudojimą.

Plantacijoje gali atsirasti technika: augalai, turintys jautrų ar stiprų gynybinį atsaką, gali būti auginami kartu su komerciniais lauko augalais. Iš esmės šie „apsaugos pasėliai“ veiktų kaip stebėtojai arba išankstinio įspėjimo sargybiniai, kurie pirmieji aptinka pavojų ir į jį reaguoja, galbūt „įspėja“ kaimyninius augalus.

Paskutinis mintis verčiantis suvokimas

Daugelis iš mūsų tikriausiai manė, kad augalai yra „be smegenų“. Bet dabar mes žinome geriau.

Signalai, kuriuos jie siunčia, priima ir interpretuoja, dabar gali būti matuojami elektriniu ir cheminiu požiūriu. Tam tikra prasme tai panašu į žmogaus širdį ar smegenis, gaminančias elektrinius pliusus, kuriuos galima nuskaityti naujausiais medicininės diagnostikos įrankiais.

Kalbant apie medžius ir augalus, botaniniai jutikliai rodo, kad augalai sudaro gyvą, pulsuojantį internetą, kuris visada egzistavo eonus ir tūkstantmečius.

Tik dabar geriau suprantame šį reiškinį, kuris gali būti susijęs su likusiu mūsų gyvenimu.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.