البيولوجيا العصبية للنبات: ماذا تعتقد النباتات؟

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

لا تمتلك النباتات دماغًا وخلايا عصبية ؛ بالمقارنة مع الحيوانات ، يبدو أنها غير حساسة. ومع ذلك ، يعرف علماء الأحياء أن ممثلي هذه المجموعة من الكائنات متعددة الخلايا يتلقون المعلومات من الخارج ويعالجونها ، ويمكنهم التواصل مع بعضهم البعض باستخدام الإشارات الكيميائية.

هل يستحق الحديث عن "ذكاء" النباتات؟

ما سيحل محل الأعصاب والدماغ

الزهور البيضاء الرقيقة لشقائق النعمان من شجرة البلوط هي زخرفة غابات المنطقة الوسطى. ليس من غير المألوف رؤية بتلاتها تتشابك معًا ، على الرغم من أن اليوم المشمس على قدم وساق. لذا انتظر المطر. عن طريق إزالة الأزهار ، يحميها النبات الصغير من الماء ورياح الرياح.

في عالم النباتات ، هناك العديد من هذه الآليات للتكيف مع الظروف الجوية المتغيرة ، وحماية نفسك من الآفات ، وتضميد الجروح ، والحصول على العناصر الغذائية في الحال.

أجهزة الإدراك في النباتات هي خلايا مستقبلية خاصة ، قنوات أيونية في أغشية الخلايا تنقل الإشارات الكهربائية ، وهي أجسام خاصة لها بعض خصائص الخلايا العصبية.

لتبادل المعلومات بين أجزاء مختلفة من الجسم ، يتم إنتاج مركبات وسيطة مختلفة: الهرمونات والمركبات الكيميائية والحمض النووي الريبي الصغير غير المشفر. كل هذه الآليات تحل محل الحواس والجهاز العصبي للنباتات بنجاح.

تمت دراسة الإدراك الحسي للنباتات بنشاط حتى السبعينيات ، ثم تلاشى تدريجياً.

في عام 2005 ، قرر ستيفانو مانسوكو من جامعة فلورنسا (إيطاليا) وفرانتيشيك بالوشكا من جامعة بون (ألمانيا) أن هناك الكثير من البيانات حول "ذكاء" النباتات وقد حان الوقت لتفعيل هذا الاتجاه.

أطلقوا عليه اسم "علم أعصاب النبات". بالطبع ، هذه استعارة - نحن نتحدث عن دراسة ردود الفعل والاستجابات للمحفزات الخارجية.

يعتقد أتباع علم الأحياء العصبية للنبات أنه فيما يتعلق بالنباتات ، يمكننا التحدث عن الذاكرة ونظام تراكم المعلومات وتخزينها ومعالجتها ، فضلاً عن آلية اتخاذ القرار. وبحسب بعض العلماء فإن هذا لا يتطلب دماغًا وجهازًا عصبيًا كما في الحيوانات.

المجتمع العلمي ككل ينتقد هذا المجال. في الوقت نفسه ، أصبح العمل في مجال الاتصالات وأنظمة الإشارات الخاصة بالنباتات الآن في طليعة العلم.

شقة مرج مشتركة

أحد الاكتشافات الرئيسية في السنوات الأخيرة هو أن النباتات قادرة على التعرف على جيرانها. للقيام بذلك ، يستخدمون ضوء أحمر عالي الشعاع ، وإشارات كيميائية ، ومستقلبات ثانوية.

تساعد معرفة الأنواع المحيطة النبات على البقاء: تجنب الظل والدفاع ضد الأعداء واختيار أفضل غذاء.

تدرك النباتات مركبات كيميائية - ما نسميه روائح من الأنواع المجاورة. تنتقل عن طريق الهواء وتحت الأرض عن طريق الجذور.

يستشهد العلماء الصينيون في مجلة Nature Communications بنتائج التجارب على القمح. أظهرت الدراسات أن هذا النبات يميز بين روائح حوالي مائة نوع مختلف تنمو جنبًا إلى جنب من خلال الجذور.

رداً على ذلك ، يطلق المواد الخاصة به لتنظيم العلاقة - على سبيل المثال ، شيء مثل المضادات الحيوية إذا كان هناك منافسون في الجوار. نتيجة لذلك ، يمنع القمح نموها.

بالطبع ، هذه الطريقة في الاتصال الكيميائي ليست مماثلة لحاسة الشم عند الحيوانات ، لكن النباتات بالتأكيد لا يمكنها إطلاق الروائح فحسب ، بل يمكنها أيضًا إدراكها.

على سبيل المثال ، يجد الطفيل ، الحامول ، النبات المضيف عن طريق عناصر متطايرة ويمتد في اتجاهه.

الشيح المصاب بالآفات يحذر الأقارب من خطر الرائحة القوية.

إن عشبة Goldenrod المعمرة قادرة على إدراك المركبات الكيميائية (الفيرومونات) التي يفرزها ذكور الذبابة المتنوعة التي تغري الأنثى.تتسبب يرقات الذبابة المترسبة على النبات في حدوث مرض على شكل مرارة - كرة كبيرة.

اقترح العلماء أن Goldenrod يشم الذباب ويقوي جهاز المناعة لمحاربة المرض المحتوم. للقيام بذلك ، تزيد أوراق العشب من محتوى حمض الياسمين الذي يصد الآفات ويساعد على التئام تلف الأنسجة.

حسن السمع

في عام 1970 ، نُشر كتاب "الحياة السرية للنباتات" لبيتر تومبكينز وكريستوفر بيرد في الولايات المتحدة الأمريكية. في ذلك ، دون الاعتماد على الحقائق العلمية ، تم تقديم الكثير من المعلومات الرائعة حول الزهور والأشجار. على سبيل المثال ، قيل أن النباتات تتعرض للتوتر إذا انكسرت بيضة في وجودها ، فإن القرع ينحرف عن السماعات إذا كان صوت الصخور منها.

في الوقت الحاضر ، تراكمت العديد من الحقائق حول إدراك النباتات للأصوات. في عام 2014 ، أثر علماء من جامعة ميسوري (الولايات المتحدة الأمريكية) على عشب صغير ، Arabidopsis (Tal rezuhovidka) باستخدام الصوت الذي تمضغه كاتربيلر.

اتضح أن هذا يزيد من محتوى الأنثوسيانين (الأصباغ الأرجواني) والجلوكوزينات (المرارة) في أوراق النبات. أظهرت التجربة أن rezukovidka يتفاعل بشكل مختلف مع اهتزازات الهواء الناتجة عن مضغ الأوراق والرياح ونقيق الحشرات.

أجرى علماء من جامعة ميسيسيبي مؤخرًا تجارب على فول الصويا والحشرات التي تعيش عليه - الخنافس وفول الصويا. لقد تأثروا بأنواع مختلفة من الأصوات ، بما في ذلك ضوضاء المدينة ، والجرار ، والروك أند رول. بعد أسبوعين ، انخفضت الكتلة الحيوية للنبات مقارنة بالمجموعة الضابطة.

ومع ذلك ، لا يميل العلماء إلى الاعتقاد بأن الصخور تضطهد النباتات بشكل مباشر. بدلاً من ذلك ، فقد أثر بطريقة ما على الآفات ، مما أدى إلى تكثيف أنشطتها.