Растения имеют свою нервную систему
Международная исследовательская группа экспериментально доказала, что растениями используются сигнальные молекулы, подобные имеющимся в нервной системе у животных. Пользуясь этими молекулами, растения умеют делить друг с другом SOS-сигналами, в которых содержатся данные об опасности.
И хотя привычной нам нервной системы у растений нет, у них имеется нечто весьма подобное. Выводы ученых уже были опубликованы. Так, раздражаясь, клетки нервной системы животных испускают глутаминовую кислоту, создающую электрохимический выброс кальциевых ионов. С его помощью клетка отодвигается от опасного места.
Присутствуют в процессе и нейромедиаторы. При помощи этих веществ импульсы и передаются между различными нейронами. Японские и американские ученые определили, что система, имеющаяся у растений, функционирует похоже.
Любопытно, что исследователи сделали это открытие совершенно случайно, изучая воздействие гравитации на перемены содержания кальция в Arabidopsis – травянистом растении резуховидки. Членом команды был создан молекулярный сенсор.
Этот флуоресцентный состав чувствителен к содержанию кальция. Он помогает в режиме реального времени следить за переменами в уровне этого вещества в растении. С повышением уровня кальция он начинает светить ярче. Данный молекулярный сенсор позволил ученым проследить за изменением количества кальция в различных тканях растения при различных условиях.
Саймон Гилрой - один из членов команды, биолог расположенного в Мадисоне Висконсинского университета. По его словам, ученые и не предполагали наличия сигнальной системы у растений. При повреждении одной ее части о событии оповещаются все прочие составляющие. Далее они могут запустить механизмы защиты. Что же стоит за данной системой, ученые не догадывались.
При повреждении или обрыве у растения одного листка о проблеме оповещаются прочие листья и стебель. Экспериментируя, исследователи отрезали листик от резуховидки. Любопытно, что уровень кальция моментально начал меняться.
Было сформировано нечто вроде импульса, распространявшегося по всему растению от пострадавшей части. Флуоресцентный сенсор ярче всего светился поблизости от раны, далее угасая и проявляясь несколько дальше. Некоторое время спустя, данная полна достигла всех прочих листьев.
Опубликован видеосюжет, демонстрирующий передачу подсвеченного сигнала от пострадавшей области растения. Выбрасывается он лишь на скорости примерно миллиметр за секунду. Нервные клетки у животных гораздо шустрее – они достигают 120 метров за секунду.
Однако этого хватит на запуск прочими областями растения производства механизмов защиты. Скажем, некоторые выпускают больше вредных, химических веществ. При этом они становятся для насекомых несъедобными. Некоторые могут отпугнуть обидчиков и резким «ароматом».
За счет чего же количество кальция в растении повышается? Как полагают исследователи, причиной является глутамат, или глутаминовая аминокислота. Чуть раньше ее уже обнаружили в растения. В пользу этой гипотезы говорят и выводы, сделанные другими исследователями пять лет назад. Ученые утверждали тогда, что не располагающие глутаматными рецепторами растения практически не реагируют на угрозу.
Образуется рана – и при этом выбрасывается глутамат. Рецепторы, повышающие количество содержащегося в организме кальция, принимают глутамат. Это, в свой черед, запускает защитную систему, пытающуюся охранять растения от дальнейших повреждений.
В этом процессе нейроны не участвуют. Судя по всему, растения гораздо непонятнее и динамичнее, нежели кажутся на первый взгляд. Как пояснили ученые, в настоящее время они еще более детально изучают сигнальную систему растений. Может, они когда-нибудь научатся управлять ею.