У насіння рослин є мозок
Насіння рослин може використовувати мініатюрні «мозки», щоб допомогти їм вирішити, проростати або залишитися в стані бездіяльності. Про це свідчить нове наукове дослідження.
Цей насіннєвий «мозок» не має традиційної сірої речовини, як у людини, але для обробки інформації він використовує той же механізм, відповідно до якого працюють наші півкулі. Рослини інтерпретують каскад сигналів, що походять від гормонів, щоб вирішити, коли їм почати проростати.
Рослини схожі на людей
«Так само, як у людини, всередині сплячого насіння існує дуже невелика кількість клітин, якими приймаються певні рішення. Ці клітини діють аналогічно клітинам нашої нервової системи», - зазначив Бассель у журналі Live Science.
За словами вченого, дослідники можуть одного разу використовувати ці ідеї для розробки насіння, яке проростає одночасно кожен сезон, а також для отримання більшого захисту проти кліматичних умов, що змінюються.
Їжа для роздумів
Ідея, що рослини можуть відчувати, чути чи бачити, у науковому світі абсолютно не нова. Дослідники показали, що саджанці проростають під звуки певних частот або прискорюють своє зростання, коли поблизу знаходяться інші види рослин, що конкурують. І, згідно з дослідженням, проведеним у 2007 році (воно було описано в журналі Oecologia), рослини можуть спілкуватися одна з одною, коли їм загрожує небезпека.
Тому, за словами біолога Басселя, ідея «мислення» рослин не така надумана, як здасться на перший погляд. Один із доказів того, що акуратна обробка інформації про навколишнє середовище відіграє вирішальне значення для виживання рослини, полягає у термінах проростання насіння.
Роль насіння
Насіння є єдиним способом, яким рослина може переміщатися на значні відстані, від непридатного для виживання середовища до більш відповідного. Вони можуть подорожувати далеко, будучи з'їденими тваринами або переноситися за вітром. За словами Басселя, у такий спосіб рослина використовує один із способів переміщення у часі та просторі. Базель сказав, що бездіяльне насіння лежить у землі доти, доки температура чи інші умови не будуть гаразд. Вони можуть оптимізувати свої шанси на виживання.
Механізм мислення рослин
Щоб зрозуміти, як рослини приймають рішення, вчений і його колеги створили цифровий атлас кожної окремої клітини ембріонів (насіння) рослин тала або Arabidopsis thaliana. Потім дослідники відображали місця, де певні гормони, як правило, локалізуються всередині насіння.
Вони виявили, що два гормони, які, як відомо, відіграють роль у проростанні, гіберелін (GA) і абсцизова кислота (ABA), у високих концентраціях містилися в кінчику ембріонального кореня.
З 3000-4000 клітин, які у насінні, приблизно від 25 до 40, очевидно, грали домінуючу роль обробці цих гормонів. Одна частина клітин продукувала гормони GA, що забезпечують сигнал для проростання, в той час як інша частина клітин, що знаходиться на певній відстані, продукувала ABA сигнал, що сприяє «перебуванню уві сні». Дослідження показало, що гормони обмінювалися між собою сигналами.
"Використання цих двох сигналів забезпечує як зростання, так і його зупинку", - говорить Бассель в Live Science.
У стані спокою осередки виробляють більше ABA, ніж GA. І в міру поліпшення умов поза насінням рівень гормонів GAпоступово збільшується доти, доки «центр прийняття рішень» насіння не починає сигналізувати, що краще почати проростати, ніж залишатися у стані спокою. Цей механізм описаний дослідниками у науковій праці, оприлюдненій у журналі Proceedings Національної академії наук.
Терміни проростання
Команда дослідників досягла штучної зміни рівня активності гормонів у рослинах. Досвід показав, що, маніпулюючи рівнями та термінами передачі гормональної сигналізації, насіння може контролювати терміни проростання.
«У насінні рослин два протилежні центри комплексу рішень розділені певною відстанню. Також у моторній корі головного мозку людини дві окремі півкулі ініціюють рух чи спокій», — сказав Бассель.
"У тварин поділ цих двох областей запобігає випадковому імпульсу від примусу тіла до прийняття неправильних рішень", - констатував учений.
Дослідження довело, що у рослині поділ між областями «зростання» і «спокій» призначено прийняття важливих їх існування рішень, стимулюючих проростання у періоди, коли температура довкілля постійно змінюється. Не зрозуміло, чому коливання температури мають бути настільки важливими для рослин, але одна з причин полягає в тому, що цей процес допомагає рослинам відчувати, наскільки глибоко знаходиться їхнє коріння в грунті. Чим вони глибші, тим паче буферизовані проти температурних змін. Ще одна особливість полягає в тому, що коливання температури частіше відзначаються при зміні сезонів. Перепади можуть допомогти насінню відчути перехідні періоди», - констатував Бассель.
Спільність між рослинами та тваринами
«Ідея спільності структури мозку рослин та тварин вельми цікава, тому що представникифлори і фауни явно еволюціонували від тих самих анатомічних структур», — стверджує Бассель. Згідно з останнім науковим дослідженням, загальним предком рослин і тварин був однокамерний, подібний до водоростей, організм, який існував 1,6 мільярда років тому.
