Bolehkah tumbuhan mendengar, berkomunikasi?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Kita semua terlalu cauvinis. Menganggap diri kita sebagai puncak evolusi, kita mengagihkan semua hidupan dalam hierarki mengikut tahap kedekatan dengan diri kita sendiri. Tumbuhan sangat berbeza dengan kita sehingga mereka kelihatan seperti makhluk seolah-olah tidak hidup sepenuhnya. Nuh alkitabiah tidak diberi apa-apa arahan untuk menyelamatkan mereka di atas bahtera. Vegan moden tidak menganggap ia memalukan untuk mengambil nyawa mereka, dan pejuang menentang eksploitasi haiwan tidak berminat dengan "hak tumbuhan." Sesungguhnya mereka tidak mempunyai sistem saraf, mata atau telinga, mereka tidak boleh memukul atau melarikan diri. Semua ini menjadikan tumbuhan berbeza, tetapi tidak kalah dalam apa jua cara. Mereka tidak memimpin kewujudan pasif "sayur", tetapi mereka merasakan dunia di sekeliling mereka dan bertindak balas terhadap apa yang berlaku di sekeliling mereka. Dalam kata-kata Profesor Jack Schultz, "Tumbuhan hanyalah haiwan yang sangat perlahan."

Mereka mendengar

The Secret Life of Plants menjadi sebahagian besarnya terima kasih kepada buku oleh Peter Tompkins, yang diterbitkan pada awal 1970-an, pada kemuncak populariti pergerakan New Age. Malangnya, ia ternyata tidak bebas daripada banyak ciri khayalan pada masa itu dan menimbulkan banyak mitos, yang paling terkenal adalah "cinta" tumbuhan untuk muzik klasik dan penghinaan terhadap muzik moden. "Labu, terpaksa mendengar batu, menyimpang dari pembesar suara dan juga cuba memanjat dinding kaca licin ruang itu," Tompkins menerangkan eksperimen yang dijalankan oleh Dorothy Retallack.

Saya mesti mengatakan bahawa Puan Retallack bukanlah seorang saintis, tetapi seorang penyanyi (mezzo-soprano). Eksperimennya, yang dihasilkan semula oleh ahli botani profesional, tidak menunjukkan tindak balas tumbuhan tertentu terhadap muzik dalam sebarang gaya. Tetapi ini tidak bermakna mereka tidak mendengar apa-apa. Eksperimen telah menunjukkan berulang kali bahawa tumbuhan boleh melihat dan bertindak balas terhadap gelombang akustik - contohnya, akar jagung muda tumbuh ke arah sumber ayunan dengan frekuensi 200-300 Hz (kira-kira dari garam oktaf kecil hingga a pe dulu). Mengapa masih tidak diketahui.

Secara umum, sukar untuk mengatakan mengapa tumbuhan memerlukan "pendengaran", walaupun dalam banyak kes keupayaan untuk bertindak balas kepada bunyi boleh menjadi sangat berguna. Heidi Appel dan Rex Cockcroft telah menunjukkan bahawa rezuhovidka Tal dengan sempurna "mendengar" getaran yang dicipta oleh aphid yang memakan daunnya. Saudara kubis yang tidak mencolok ini dengan mudah membezakan bunyi tersebut daripada bunyi biasa seperti angin, lagu mengawan belalang, atau getaran yang disebabkan oleh lalat yang tidak berbahaya pada daun.

Mereka menjerit

Kepekaan ini adalah berdasarkan kerja mekanoreseptor, yang terdapat dalam sel-sel semua bahagian tumbuhan. Tidak seperti telinga, mereka tidak setempat, tetapi diedarkan ke seluruh badan, seperti reseptor sentuhan kami, dan oleh itu adalah jauh dari kemungkinan untuk memahami peranan mereka. Setelah menyedari serangan, rezukhovidka secara aktif bertindak balas terhadapnya, mengubah aktiviti banyak gen, bersiap sedia untuk penyembuhan kecederaan dan melepaskan glukosinolat, racun serangga semulajadi.

Mungkin, berdasarkan sifat getaran, tumbuhan juga membezakan antara serangga: jenis kutu daun atau ulat yang berbeza menyebabkan tindak balas yang sama sekali berbeza daripada genom. Tumbuhan lain mengeluarkan nektar manis apabila diserang, yang menarik serangga pemangsa seperti tebuan, musuh paling teruk kutu daun. Dan semuanya pasti memberi amaran kepada jiran: pada tahun 1983, Jack Schultz dan Ian Baldwin menunjukkan bahawa daun maple yang sihat bertindak balas terhadap kehadiran yang rosak, termasuk mekanisme pertahanan. Komunikasi mereka berlaku dalam "bahasa kimia" bahan meruap.

Mereka berkomunikasi

Ihsan ini tidak terhad kepada saudara mara, malah spesies yang jauh dapat "memahami" isyarat bahaya masing-masing: lebih mudah untuk menangkis penceroboh bersama-sama. Sebagai contoh, telah ditunjukkan secara eksperimen bahawa tembakau menghasilkan tindak balas perlindungan apabila wormwood yang tumbuh berdekatan rosak.

Tumbuhan kelihatan menjerit kesakitan, memberi amaran kepada jiran mereka, dan untuk mendengar jeritan ini, anda hanya perlu "menghidu" dengan baik. Walau bagaimanapun, sama ada ini boleh dianggap sebagai komunikasi yang disengajakan masih tidak jelas. Mungkin dengan cara ini tumbuhan itu sendiri menghantar isyarat yang tidak menentu dari beberapa bahagiannya kepada yang lain, dan jiran hanya membaca "gema" kimianya. Komunikasi sebenar disediakan kepada mereka … "Internet cendawan".

Sistem akar tumbuhan yang lebih tinggi membentuk persatuan simbiotik yang rapat dengan miselium kulat tanah. Mereka sentiasa menukar bahan organik dan garam mineral. Tetapi aliran bahan nampaknya bukan satu-satunya yang bergerak di sepanjang rangkaian ini.

Tumbuhan yang mikorizanya diasingkan daripada jiran berkembang lebih perlahan dan bertolak ansur dengan ujian yang lebih teruk. Ini menunjukkan bahawa mikoriza juga berfungsi untuk penghantaran isyarat kimia - melalui pengantaraan, dan mungkin juga "penapisan" daripada simbion kulat. Sistem ini telah dibandingkan dengan rangkaian sosial dan sering dirujuk sebagai Wood Wide Web.

Mereka bergerak

Semua "perasaan" dan "komunikasi" ini membantu tumbuhan mencari air, nutrien dan cahaya, mempertahankan diri mereka daripada parasit dan herbivor, dan menyerang diri mereka sendiri. Mereka membolehkan anda membina semula metabolisme, membesar dan mengorientasikan semula kedudukan daun - untuk bergerak.

Tingkah laku perangkap lalat Venus mungkin kelihatan seperti sesuatu yang luar biasa: bukan sahaja tumbuhan ini memakan haiwan, ia juga memburu mereka. Tetapi pemangsa insektivor tidak terkecuali di kalangan flora lain. Hanya dengan mempercepatkan video seminggu dalam kehidupan bunga matahari, kita akan melihat bagaimana ia berubah mengikuti matahari dan bagaimana ia "tertidur" pada waktu malam, menutupi daun dan bunga. Dalam penembakan berkelajuan tinggi, hujung akar yang semakin membesar kelihatan persis seperti cacing atau ulat yang merangkak ke arah sasaran.

Tumbuhan tidak mempunyai otot, dan pergerakan disediakan oleh pertumbuhan sel dan tekanan turgor, "ketumpatan" pengisiannya dengan air. Sel-sel bertindak seperti sistem hidraulik yang diselaraskan secara kompleks. Lama sebelum rakaman video dan teknik selang masa, Darwin menarik perhatian kepada perkara ini, yang mengkaji tindak balas perlahan tetapi jelas akar yang semakin meningkat terhadap alam sekitar.

Bukunya The Movement of Plants berakhir dengan yang terkenal: "Tidaklah keterlaluan untuk mengatakan bahawa hujung akar, yang dikurniakan keupayaan untuk mengarahkan pergerakan bahagian jiran, bertindak seperti otak salah satu haiwan yang lebih rendah… yang melihat kesan daripada pancaindera dan memberi arah kepada pelbagai pergerakan."

Sesetengah sarjana menganggap kata-kata Darwin sebagai satu lagi pencerahan. Ahli biologi dari Universiti Florence Stefano Mancuso menarik perhatian kepada kumpulan sel khas pada hujung batang dan akar yang semakin meningkat, yang terletak di sempadan antara sel pembahagi meristem apikal dan sel-sel zon regangan yang terus tumbuh, tetapi tidak berpecah.

Kembali pada akhir 1990-an, Mancuso mendapati bahawa aktiviti "zon peralihan" ini mengarahkan pengembangan sel dalam zon regangan, dan dengan itu pergerakan keseluruhan akar. Ini berlaku kerana pengagihan semula auksin, yang merupakan hormon pertumbuhan tumbuhan utama.

Mereka fikir?

Seperti dalam banyak tisu lain, saintis melihat perubahan yang sangat biasa dalam polarisasi membran dalam sel-sel zon peralihan itu sendiri.

Caj di dalam dan di luarnya berubah-ubah, seperti potensi pada membran neuron. Sudah tentu, prestasi otak sebenar tidak akan dapat dicapai oleh kumpulan kecil seperti itu: tidak ada lebih daripada beberapa ratus sel dalam setiap zon peralihan.

Tetapi walaupun dalam tumbuhan herba kecil, sistem akar boleh merangkumi berjuta-juta petua yang sedang berkembang. Kesimpulannya, mereka sudah memberikan jumlah "neuron" yang mengagumkan. Struktur rangkaian pemikiran ini menyerupai rangkaian Internet yang tidak berpusat dan teragih, dan kerumitannya agak setanding dengan otak sebenar mamalia.

Sukar untuk mengatakan sejauh mana "otak" ini mampu berfikir, tetapi ahli botani Israel Alex Kaselnik dan rakan-rakannya mendapati bahawa dalam banyak kes, tumbuhan berkelakuan hampir seperti kita. Para saintis meletakkan kacang biji biasa dalam keadaan di mana mereka boleh menumbuhkan akar dalam pasu dengan kandungan nutrien yang stabil atau dalam satu jiran, di mana ia sentiasa berubah.

Ternyata jika terdapat makanan yang mencukupi dalam periuk pertama, kacang polong akan lebih suka, tetapi jika terlalu sedikit, mereka akan mula "mengambil risiko" dan lebih banyak akar akan tumbuh dalam periuk kedua. Tidak semua pakar bersedia menerima idea tentang kemungkinan pemikiran dalam tumbuhan.

Nampaknya, lebih daripada yang lain, dia mengejutkan Stefano Mancuso sendiri: hari ini saintis itu adalah pengasas dan ketua "Makmal Antarabangsa Neurobiologi Tumbuhan" yang unik dan menyeru pembangunan robot "seperti tumbuhan". Panggilan ini mempunyai logiknya sendiri.

Lagipun, jika tugas robot sedemikian bukan untuk bekerja di stesen angkasa, tetapi untuk mengkaji rejim air atau memantau alam sekitar, maka mengapa tidak memberi tumpuan kepada tumbuhan yang sangat disesuaikan dengan ini? Dan apabila tiba masanya untuk memulakan terraforming Marikh, siapa yang lebih baik daripada tumbuhan akan "memberitahu" bagaimana untuk mengembalikan kehidupan ke padang pasir?.. Masih untuk mengetahui apa yang tumbuhan itu sendiri berfikir tentang penerokaan angkasa lepas.

Penyelarasan

Tumbuhan mempunyai rasa yang indah tentang kedudukan "badan" mereka sendiri di angkasa. Tumbuhan itu, diletakkan di sisinya, akan mengorientasikan dirinya dan terus berkembang ke arah yang baru, membezakan dengan sempurna di mana di atas dan di mana di bawah. Semasa pada platform berputar, ia akan berkembang ke arah daya emparan. Kedua-duanya dikaitkan dengan kerja statosit, sel yang mengandungi sfera statolitik berat yang mengendap di bawah graviti. Kedudukan mereka membolehkan tumbuhan "merasakan" bahagian kanan menegak.