Rośliny potrafią się ze sobą porozumiewać. W końcu mamy na to dowody
Naukowcom udało się osiągnąć coś, co nie udało się jeszcze nikomu. Po raz pierwszy zaobserwowano jak rośliny komunikują się ze sobą. Dokonał tego zespół pod przewodnictwem profesora biochemii i biologii molekularnej Masatsugu Toyoty z japońskiego Uniwersytetu w Saitamie.
Rośliny potrafią ze sobą rozmawiać
Idea komunikujących się ze sobą roślin nie jest nowa. Już w latach 80. ubiegłego stulecia naukowcy wpadli na trop informacji, jakie przekazują sobie rośliny. Dwóch ekologów umieściło pewnego razu setki gąsienic i pajęczaków na gałęziach wierzb i olch. Zrobili to, by obserwować reakcję drzew. Odkryli, że zaatakowane przez szkodniki drzewa uruchomiły mechanizm obronny. Zaczęły wytwarzać substancje chemiczne, które sprawiły, że ich liście stały się dla gąsienic niestrawne.
Co więcej okazało się, że drzewa tego samego gatunku znajdujące się w odległości ok. 40 m od zaatakowanych przez szkodniki, również zaczęły wytwarzać te same substancje chemiczne. Obydwie grupy drzew nie posiadały ze sobą żadnych połączeń korzeniowych. Naukowcy doszli więc do wniosku, że rośliny musiały porozumiewać się z pośrednictwem sygnałów chemicznych wysyłanych drogą powietrzną. Ostrzeżone o niebezpieczeństwie drzewa zaczęły wytwarzać odpowiednie substancje, w celu obrony. Dziś, nauka określa je mianem lotnych związków organicznych.
Od tamtej pory naukowcy zdołali zaobserwować taki rodzaj komunikacji u ponad 30 gatunków roślin. Należą do nich m.in. fasola półksiężycowata, tytoń, pomidor, szałwia i rośliny kwitnące z rodziny musztardowatych. Aż do teraz nikt nie wiedział jednak, które związki chemiczne są wykorzystywane w komunikacji między roślinami i jakie mechanizmy odpowiadają za ich wykrywanie.
Więcej na temat środowiska naturalnego przeczytasz na Spider's Web:
Rośliny potrafią wytwarzać wiele lotnych związków organicznych do różnych celów. Niektóre z nich są wykorzystywane do przyciągania zapylaczy lub jako obrona przed szkodnikami. Istnieje także jeden rodzaj związków, które są emitowane jedynie, gdy roślina doznaje fizycznego uszkodzenia. To tzw. zielone lotne substancje liściaste. Są wytwarzane przez większość roślin zielonych posiadających liście. Przykładem takiego związku chemicznego jest ten, który emituje świeżo ścięta trawa. To właśnie jego zapach czujemy spacerując po skoszonym trawniku.
W swoim badaniu profesor Toyota i jego zespół ręcznie zmiażdżyli liście krzewów pomidora i umieścili na nich gąsienice. Następnie pobrali próbki powietrza z otoczenia roślin i rozpylili je na zdrowych, nie zaatakowanych osobnikach tego samego gatunku.
Aby móc obserwować reakcje zdrowych roślin, zespół zmodyfikował je genetycznie. Naukowcy sprawili, że obecne w nich jony wapnia emitowały promieniowanie fluorescencyjne wewnątrz poszczególnych komórek. Sygnalizacja komórkowa oparta na związkach wapnia występuje u większości żywych organizmów na Ziemi, w tym u ludzi. W naszym ciele polega na tym, że gdy sygnał jest wysyłany wewnątrz systemu nerwowego kanały jonowe otwierają się i pozwalają wapniowi zalać ich wnętrze.
Rośliny potrafią wywołać biegunkę u owadów, które je atakują
Taki wzrost poziomu wapnia może wywołać uwolnienie neuroprzekaźnika, co skutkuje skurczem mięśni w komórce mięśniowej. Profesor Toyota twierdzi, że sygnalizacja z użyciem wapnia odgrywa podobną rolę u roślin. W zależności od rośliny może wyzwalać odpowiednie komunikaty. W przypadku rosiczki może to być sygnał mówiący by zamknąć liście i rozpocząć trawienie schwytanej ofiary.
Badacz twierdzi, że taka sygnalizacja działa jak przełącznik, który reguluje reakcje obronne roślin. Jego zespół odkrył, że po zwiększeniu intensywności sygnałów, rośliny zwiększały produkcję pewnych ekspresji genów w celu ochrony. Na przykład niektóre gatunki są w stanie rozpocząć produkcję odpowiednich białek, które powodują u jedzących je owadów biegunkę.
W odpowiedzi na ataki owadów rośliny potrafią reagować w specyficzny sposób w zależności od gatunku żerującego na nich roślinożercy. Naukowcy twierdzą, że to imponujące zachowanie. Doktor biologii ewolucyjnej z Uniwersytetu Cornell w USA, André Kessler, tak skomentował to odkrycie:
Jeśli roślina jest w stanie zareagować adaptacyjnie…, to jest to definicja inteligencji. Jeśli zrozumiemy tego rodzaju zjawiska i sposób, w jaki stosują je rośliny, wchodzimy na poziom, na którym będziemy musieli zakwestionować to, jak rozumiemy świat.
Według badaczy dzięki lepszemu poznaniu mechanizmów komunikacji między roślinami będziemy w stanie uodpornić je na zagrożenia, zanim jeszcze się pojawią. Można to porównać do działania szczepionek. Na przykład wystawienie zdrowych roślin na działanie zielonych lotnych substancji liściastych emitowanych przez osobniki zaatakowane przez szkodniki, mogłoby wzmocnić skuteczność ich genetycznej obrony.
Dzięki temu rolnicy na całym świecie mogliby zużywać mniej pestycydów. W taki sam sposób można by też zwiększyć odporność roślin na suszę,sygnalizując zawczasu roślinom, aby zatrzymywały w swoich organizmach więcej wody.
