D I S C O V E R Y
 

У РАСТЕНИЙ ОБНАРУЖИЛИ ПАМЯТЬ И ЦВЕТОВОЕ «ЗРЕНИЕ»

 

У растений обнаружен аналог нервной системы. Их сложные системы управления даже обладают способностью хранить информацию и по-разному реагировать на разные цвета.


У растений не просто довольно сложное строение - у них еще и есть некий аналог нервной системы



Разумеется, у растений нет привычных нам нервных клеток, с аксонами и синапсами. Нет и органов чувств, устройство которых бы напоминало органы чувств животных. Но, как утверждает руководитель лаборатории физиологии растений при Варшавском университете биологических наук Станислав Карпински, это не мешает им иметь некоторые аналоги. Растения используют клетки, проводящие электрические сигналы.
Уточнение первое

По ходу статьи придется сделать целый ряд уточнений. Первое из них— лаборатория Карпинского называется _ Laboratorium Fizjomiki i Modelowania Biotechnologicznego Roślin. Подстрочный перевод гласил бы, что ученый руководит лабораторией физиомики и биотехнологического моделирования растений, однако термин «физиомика» в русском языке фактически не прижился; в российских научных центрах описываемое направление называется просто «физиологией растений».

Описанию нервной системы растений (здесь и далее кавычки для краткости снимем) посвящен целый ряд публикаций как польской исследовательской группы, так и других научных коллективов— поэтому было бы ошибкой считать, что речь идет о сенсационном открытии, которое сделал Карпински, а все остальные специалисты по ботанике или нейробиологии его досадно пропустили.
 

Резуховидка Таля до цветения. Она же - арабидопсис, один из  основных объектов изучения ботаников и молекулярных биологов во всем  мире.

Резуховидка Таля до цветения. Она же - арабидопсис, один из основных объектов изучения ботаников и молекулярных биологов во всем мире.


Как это работает

То, что растения могут реагировать на изменение внешних условий, для большинства людей вряд ли окажется новостью. Достаточно вспомнить раскрывающиеся утром и закрывающиеся вечером лепестки цветов или венерину мухоловку, способную ловить и переваривать насекомых. К числу менее наглядных примеров относится усиленное выделение камеди из поврежденного ствола дерева или даже повышение уровня токсичных для насекомых веществ в листьях сгрызаемого вредителями куста.

Научная новизна работы, которую Карпински с группой коллег недавно направил (и успешно, статья скоро выйдет в печать) в журнал Plant Cell, состоит в том, что растения, реагирующие на чрезмерно яркое освещение, используют для формирования ответной реакции специальные проводящие клетки, способные распространять электрохимический сигнал на значительные расстояния. Кроме того, исследователи выяснили, как и почему уровень реакции зависит от длины волны падающего излучения— или, проще говоря, от цвета освещения.
 

Схематическое изображение части фотосинтетической системы. Именно  она превращает свет в электрический ток внутри хлоропластов, а ток, в  свою очередь, позволяет снабжать клетку энергией, синтезируя молекулы  АТФ, универсального горючего.

Схематическое изображение части фотосинтетической системы. Именно она превращает свет в электрический ток внутри хлоропластов, а ток, в свою очередь, позволяет снабжать клетку энергией, синтезируя молекулы АТФ, универсального горючего.


Изменения в освещенности, как удалось продемонстрировать ученым в опытах с резуховидкой Таля (она же арабидопсис, излюбленный объект работы ботаников по всему миру), сначала влияют на активность фотосинтетической системы. Так как вся работа фотосистемы сводится, по сути, к превращению света в электрический ток, а тока— в работу по синтезу молекул, эти изменения приводят к появлению электрохимического сигнала.

Сигнал распространяется от задействованных в фотосинтезе клеток дальше, по клеткам, выстилающим сосуды растения. Это, конечно, не совсем точный аналог нервного импульса, но одна важнейшая черта нервной системы здесь присутствует— сигнал переносит информацию от одной части организма к другой.

Уточнение второе

В 1960-е годы многие новостные издания облетела весть о том, что американский исследователь Клив Бакстер смог засечь изменения электрической активности растений не просто в ответ на свет, а на то, что соседнее растение резали ножницами, и даже на то, что в комнату потом заходил резавший цветок в соседнем горшке лаборант! Из этого сами Бакстером делались выводы о наличии у растений способности к сопереживанию, самоосознанию и даже телепатии. Что, впрочем, впоследствии не подтвердилось— часть его опытов вне лаборатории Бакстера не воспроизвелась, а другая часть объяснилась без всякого «разума растений».

Упреждая возможные вопросы, из работ Карпински ничего подобного не следует. Хотя бы потому, что речь идет о довольно медленных процессах, да и у самого ученого нет ни слова про «сознание растений» или тем более паранормальные явления вроде телепатии!

 


Рост растений - ускоренная съемка показывает, как они развиваются и движутся. Именно эти движения, равно как и реакция на свет, требуют сложного управления. Еще несколько примеров смотрите в "Дополнительных материалах" (справа-сверху).

 

Карпински так же показал, что описанная им и его коллегами схема распространения сигналов допускает еще одну интереснейшую возможность— некоторое подобие памяти. Вызванные изменениями освещения химические реакции протекают достаточно медленно для того, чтобы начавшись днем, продолжится ночью, а на следующее утро наложить свой отпечаток на общее состояние растения.

Этот эффект отчасти подобен тому, что происходит в настоящих нервных клетках, которые в ответ на внешний стимул тоже переживают целую последовательность событий на молекулярном уровне.

Эффекты памяти, избирательной чувствительности к определенному освещению и распространения «нервных сигналов» не просто позволяют лучше понять жизнь растений. Детальное изучение подобных процессов открывает и новые возможности для специалистов по агротехнологиям: от создания растений, которые эффективнее используют световой день до растений, лучше выдерживающих резкие перемены погоды за счет лучшей работы своей «нервной системы».


Источник: gzt.ru

06-07-2010 | Просмотров: 7993
 
Комментарии Комментировать
 
Комментировать