هل تستطيع النباتات أن تسمع وتتواصل؟

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

نحن جميعًا شوفينيون للغاية. نظرًا لأننا نعتبر أنفسنا ذروة التطور ، فإننا نوزع جميع الكائنات الحية في تسلسل هرمي وفقًا لدرجة القرب من أنفسنا. النباتات تختلف عن بعضها البعض لدرجة أنها تبدو كائنات كما لو لم تكن على قيد الحياة تمامًا. لم يُعط نوح الكتابي أي تعليمات لإنقاذهم على متن الفلك. لا يعتبر النباتيون المعاصرون أن إزهاق أرواحهم أمر مخجل ، كما أن المقاتلين ضد استغلال الحيوانات لا يهتمون بـ "حقوق النبات". في الواقع ، ليس لديهم جهاز عصبي أو عيون أو آذان ، ولا يمكنهم الضرب أو الهروب. كل هذا يجعل النباتات مختلفة ، ولكنها ليست أقل شأنا بأي شكل من الأشكال. إنهم لا يقودون وجودًا سلبيًا "للخضروات" ، لكنهم يشعرون بالعالم من حولهم ويتفاعلون مع ما يحدث من حولهم. على حد تعبير الأستاذ جاك شولتز ، "النباتات مجرد حيوانات بطيئة جدًا".

يسمعون

أصبح كتاب The Secret Life of Plants عامًا بفضل جزء كبير منه لكتاب بيتر تومبكينز ، الذي نُشر في أوائل السبعينيات ، في ذروة شعبية حركة العصر الجديد. لسوء الحظ ، اتضح أنه لم يخلو من العديد من الأوهام التي كانت مميزة في ذلك الوقت وأنتجت العديد من الأساطير ، وأشهرها "حب" النباتات للموسيقى الكلاسيكية وازدراء الموسيقى الحديثة. وصف تومبكينز التجارب التي أجرتها دوروثي ريتالاك: "أجبر القرع على الاستماع إلى موسيقى الروك ، وانحرف عن مكبرات الصوت وحاول حتى تسلق الجدار الزجاجي الزلق للغرفة".

يجب أن أقول إن السيدة ريتالاك لم تكن عالمة ، بل كانت مغنية (ميزو سوبرانو). لم تُظهر تجاربها ، التي أعاد إنتاجها علماء نبات محترفون ، أي استجابة نباتية معينة للموسيقى من أي نمط. لكن هذا لا يعني أنهم لا يسمعون شيئًا على الإطلاق. أثبتت التجارب مرارًا وتكرارًا أن النباتات يمكنها إدراك الموجات الصوتية والاستجابة لها - على سبيل المثال ، تنمو جذور الذرة الصغيرة في اتجاه مصدر التذبذبات بتردد 200-300 هرتز (تقريبًا من ملح أوكتاف صغير إلى أ أول). لماذا لا يزال مجهولا.

بشكل عام ، من الصعب تحديد سبب احتياج النباتات إلى "السمع" ، على الرغم من أن القدرة على الاستجابة للأصوات يمكن أن تكون مفيدة جدًا في كثير من الحالات. أظهر هايدي أبيل وريكس كوكروفت أن rezuhovidka Tal's "يسمع" تمامًا الاهتزازات التي يسببها المن الذي يلتهم أوراقه. يميز هذا القريب غير الواضح للملفوف هذه الأصوات بسهولة عن الأصوات العادية مثل الريح ، أو أغنية تزاوج الجندب ، أو الاهتزازات التي تسببها ذبابة غير مؤذية على ورقة.

يصرخون

تعتمد هذه الحساسية على عمل المستقبلات الميكانيكية الموجودة في خلايا جميع أجزاء النباتات. على عكس الأذنين ، فهي ليست موضعية ، ولكنها موزعة في جميع أنحاء الجسم ، مثل المستقبلات اللمسية ، وبالتالي لم يكن من الممكن فهم دورها على الفور. بعد أن لاحظت هجومًا ، تتفاعل rezukhovidka معه بنشاط ، وتغيير نشاط العديد من الجينات ، والاستعداد للشفاء من الإصابات وإطلاق الجلوكوزينات ، والمبيدات الحشرية الطبيعية.

ربما ، بحكم طبيعة الاهتزازات ، حتى أن النباتات تميز بين الحشرات: أنواع مختلفة من حشرات المن أو اليرقات تسبب استجابات مختلفة تمامًا عن الجينوم. تطلق نباتات أخرى الرحيق الحلو عند مهاجمتها ، مما يجذب الحشرات المفترسة مثل الدبابير ، وهي أسوأ أعداء حشرات المن. ومن المؤكد أنهم جميعًا سيحذرون الجيران: في عام 1983 ، أظهر جاك شولتز وإيان بالدوين أن أوراق القيقب السليمة تتفاعل مع وجود الأوراق التالفة ، بما في ذلك آليات الدفاع. يتم اتصالاتهم في "اللغة الكيميائية" للمواد المتطايرة.

يتواصلون

لا تقتصر هذه المجاملة على الأقارب ، بل إن الأنواع البعيدة قادرة على "فهم" إشارات الخطر لبعضها البعض: فمن الأسهل صد المتسللين معًا. على سبيل المثال ، تم إثبات تجريبيًا أن التبغ يطور رد فعل وقائي عندما يتلف الشيح الذي ينمو في مكان قريب.

يبدو أن النباتات تصرخ من الألم ، وتحذر جيرانها ، ولسماع هذا الصراخ ، تحتاج فقط إلى "الشم" جيدًا. ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح ما إذا كان يمكن اعتبار هذا الاتصال المتعمد. ربما بهذه الطريقة ينقل النبات نفسه إشارة متطايرة من بعض أجزائه إلى أجزاء أخرى ، ولا يقرأ الجيران سوى "صدى" الكيماوي. يتم توفير اتصال حقيقي لهم … "إنترنت الفطر".

تشكل النظم الجذرية للنباتات العليا ارتباطات تكافلية وثيقة مع فطريات التربة. يتبادلون باستمرار المواد العضوية والأملاح المعدنية. لكن من الواضح أن تدفق المواد ليس هو الوحيد الذي يتحرك على طول هذه الشبكة.

تتطور النباتات التي يتم عزل الفطريات الفطرية عن الجيران بشكل أبطأ وتتحمل الاختبار بشكل أسوأ. يشير هذا إلى أن الفطريات الفطرية تعمل أيضًا على نقل الإشارات الكيميائية - من خلال الوساطة ، وربما حتى "الرقابة" من المتعايشين الفطريين. تمت مقارنة هذا النظام بشبكة اجتماعية وغالبًا ما يشار إليها ببساطة باسم Wood Wide Web.

ينتقلون

تساعد كل هذه "المشاعر" و "الاتصالات" النباتات في العثور على الماء والمغذيات والضوء والدفاع عن نفسها ضد الطفيليات والحيوانات العاشبة ومهاجمة نفسها. إنها تسمح لك بإعادة بناء التمثيل الغذائي والنمو وإعادة توجيه موضع الأوراق - للتحرك.

قد يبدو سلوك صائدة الذباب فينوس شيئًا لا يصدق: لا يأكل هذا النبات الحيوانات فحسب ، بل يصطادها أيضًا. لكن المفترس الآكل للحشرات ليس استثناءً من بين النباتات الأخرى. بمجرد تسريع مقطع فيديو لمدة أسبوع من حياة زهرة عباد الشمس ، سنرى كيف يتحول لتتبع الشمس وكيف "تغفو" في الليل ، وتغطي الأوراق والأزهار. في التصوير عالي السرعة ، يبدو طرف الجذر المتنامي تمامًا مثل دودة أو كاتربيلر تزحف نحو الهدف.

ليس للنباتات عضلات ، ويتم توفير الحركة من خلال نمو الخلايا وضغط التورم ، "كثافة" امتلائها بالماء. تعمل الخلايا كنظام هيدروليكي منسق بشكل معقد. قبل وقت طويل من تسجيلات الفيديو وتقنية الفاصل الزمني ، لفت داروين الانتباه إلى هذا ، الذي درس التفاعلات البطيئة ولكن الواضحة للجذر المتنامي تجاه البيئة.

ويختتم كتابه "حركة النباتات" بالقول الشهير: "ليس من المبالغة القول إن رأس الجذر ، الذي يتمتع بالقدرة على توجيه حركات الأجزاء المجاورة ، يعمل مثل دماغ أحد الحيوانات الدنيا… الذي يدرك الانطباعات من الحواس ويوجه الحركات المختلفة ".

أخذ بعض العلماء كلمات داروين على أنها عيد غطاس آخر. لفت عالم الأحياء من جامعة فلورنسا ستيفانو مانكوسو الانتباه إلى مجموعة خاصة من الخلايا على الأطراف النامية للجذع والجذور ، والتي تقع على الحدود بين الخلايا المنقسمة للنسيج الإنشائي القمي وخلايا منطقة التمدد التي تستمر في النمو. تنمو ، ولكن لا تقسم.

بالعودة إلى أواخر التسعينيات ، اكتشف مانكوسو أن نشاط هذه "المنطقة الانتقالية" يوجه تمدد الخلايا في منطقة التمدد ، وبالتالي حركة الجذر بأكمله. يحدث هذا بسبب إعادة توزيع الأكسينات ، وهي هرمونات النمو النباتية الرئيسية.

يظنون؟

كما هو الحال في العديد من الأنسجة الأخرى ، لاحظ العلماء تغيرات مألوفة جدًا في استقطاب الغشاء في خلايا المنطقة الانتقالية نفسها.

تتقلب الشحنات داخلها وخارجها ، مثل الجهد على أغشية الخلايا العصبية. بالطبع ، لن يتم تحقيق أداء الدماغ الحقيقي أبدًا بواسطة مثل هذه المجموعة الصغيرة: لا يوجد أكثر من بضع مئات من الخلايا في كل منطقة انتقالية.

ولكن حتى في نبات عشبي صغير ، يمكن أن يشتمل نظام الجذر على ملايين من هذه النصائح النامية.باختصار ، لقد أعطوا بالفعل عددًا كبيرًا من "الخلايا العصبية". يشبه هيكل شبكة التفكير هذه شبكة الإنترنت الموزعة اللامركزية ، كما أن تعقيدها يمكن مقارنته تمامًا بالدماغ الحقيقي للثدييات.

من الصعب تحديد مدى قدرة هذا "الدماغ" على التفكير ، لكن عالم النبات الإسرائيلي أليكس كاسلنيك وزملاؤه وجدوا أنه في كثير من الحالات ، تتصرف النباتات مثلنا تقريبًا. وضع العلماء بذور البازلاء في ظروف تمكنوا من خلالها من زراعة الجذور في إناء به محتوى مغذٍ ثابت أو في وعاء مجاور ، حيث يتغير باستمرار.

اتضح أنه إذا كان هناك ما يكفي من الطعام في الوعاء الأول ، فإن البازلاء ستفضله ، ولكن إذا كان هناك القليل جدًا ، فسوف يبدأون في "المخاطرة" وستنمو المزيد من الجذور في الوعاء الثاني. لم يكن جميع المتخصصين مستعدين لقبول فكرة إمكانية التفكير في النباتات.

على ما يبدو ، صدمت ستيفانو مانكوسو نفسه أكثر من غيره: اليوم العالم هو مؤسس ورئيس "المختبر الدولي لعلم الأحياء العصبية النباتية" الفريد من نوعه ويدعو إلى تطوير روبوتات "شبيهة بالنباتات". هذه الدعوة لها منطقها الخاص.

بعد كل شيء ، إذا كانت مهمة مثل هذا الروبوت ليست العمل في محطة فضائية ، ولكن لدراسة نظام المياه أو مراقبة البيئة ، فلماذا لا تركز على النباتات التي تتكيف بشكل ملحوظ مع هذا؟ وعندما يحين الوقت لبدء إعادة تأهيل المريخ ، فمن أفضل من النباتات "سيخبر" كيف تعيد الحياة إلى الصحراء؟.. يبقى أن نكتشف ما تعتقده النباتات نفسها حول استكشاف الفضاء.

تنسيق

تمتلك النباتات إحساسًا رائعًا بوضع "أجسامها" في الفضاء. سوف يوجه النبات ، الذي يوضع على جانبه ، نفسه ويستمر في النمو في اتجاه جديد ، ويميز تمامًا مكان أعلى وأين يقع. أثناء وجوده على منصة دوارة ، سوف ينمو في اتجاه قوة الطرد المركزي. كلاهما مرتبط بعمل الستاتوسيتات ، وهي خلايا تحتوي على كرات ثقيلة ستاتوليتية تستقر تحت الجاذبية. يسمح موقعهم للنبات أن "يشعر" باليمين الرأسي.