พืชสามารถได้ยินสื่อสารได้หรือไม่?

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

เราทุกคนคลั่งไคล้มากเกินไป โดยถือว่าตัวเราเป็นจุดสุดยอดของวิวัฒนาการ เราแจกจ่ายสิ่งมีชีวิตทั้งหมดตามลำดับชั้นตามระดับของความใกล้ชิดกับตัวเอง พืชต่างจากเรามากจนดูเหมือนสิ่งมีชีวิตราวกับไม่มีชีวิตทั้งหมด โนอาห์ในพระคัมภีร์ไม่ได้รับคำแนะนำใดๆ สำหรับการช่วยเหลือพวกเขาบนเรือ คนหมิ่นประมาทสมัยใหม่ไม่ถือว่าน่าละอายที่จะปลิดชีวิตตนเอง และผู้ที่ต่อต้านการแสวงประโยชน์จากสัตว์ก็ไม่สนใจใน "สิทธิในพืช" แท้จริงแล้วพวกมันไม่มีระบบประสาท ตาหรือหู พวกเขาไม่สามารถตีหรือวิ่งหนีได้ ทั้งหมดนี้ทำให้พืชแตกต่างแต่ก็ไม่ด้อยกว่าแต่อย่างใด พวกเขาไม่ได้เป็นผู้นำการดำรงอยู่ของ "ผัก" แบบพาสซีฟ แต่พวกเขารู้สึกถึงโลกรอบตัวพวกเขาและตอบสนองต่อสิ่งที่เกิดขึ้นรอบตัวพวกเขา ในคำพูดของศาสตราจารย์แจ็ค ชูลท์ซ "พืชเป็นเพียงสัตว์ที่เชื่องช้ามาก"

พวกเขาได้ยิน

The Secret Life of Plants กลายเป็นความขอบคุณต่อสาธารณชนเป็นส่วนใหญ่ต่อหนังสือของ Peter Tompkins ซึ่งตีพิมพ์ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ซึ่งเป็นจุดสูงสุดของความนิยมในขบวนการ New Age น่าเสียดายที่มันไม่ได้เป็นอิสระจากลักษณะภาพลวงตามากมายในเวลานั้นและก่อให้เกิดตำนานมากมายซึ่งมีชื่อเสียงมากที่สุดคือ "ความรัก" ของพืชสำหรับดนตรีคลาสสิกและการดูถูกเพลงสมัยใหม่ “ฟักทองถูกบังคับให้ฟังหิน หันเหจากลำโพง และแม้กระทั่งพยายามปีนกำแพงกระจกที่ลื่นของห้อง” ทอมป์กินส์อธิบายการทดลองที่ดำเนินการโดยโดโรธี เรทัลลัค

ฉันต้องบอกว่าคุณนาย Retallack ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ แต่เป็นนักร้อง (mezzo-soprano) การทดลองของเธอซึ่งทำซ้ำโดยนักพฤกษศาสตร์มืออาชีพ ไม่พบการตอบสนองต่อดนตรีในทุกสไตล์ของต้นไม้โดยเฉพาะ แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าพวกเขาไม่ได้ยินอะไรเลย การทดลองได้แสดงให้เห็นครั้งแล้วครั้งเล่าว่าพืชสามารถรับรู้และตอบสนองต่อคลื่นเสียงได้ ตัวอย่างเช่น รากของข้าวโพดอ่อนเติบโตไปในทิศทางของแหล่งกำเนิดการสั่นด้วยความถี่ 200-300 Hz (ประมาณจากเกลืออ็อกเทฟขนาดเล็กถึง pe ก่อน) ทำไมยังไม่ทราบ.

โดยทั่วไปแล้ว เป็นการยากที่จะพูดว่าทำไมพืชถึงต้องการ "การได้ยิน" แม้ว่าในหลายกรณี ความสามารถในการตอบสนองต่อเสียงจะมีประโยชน์มาก Heidi Appel และ Rex Cockcroft ได้แสดงให้เห็นว่า rezuhovidka ของ Tal "ได้ยิน" การสั่นสะเทือนที่เกิดจากเพลี้ยที่กินใบอย่างสมบูรณ์แบบ ญาติกะหล่ำปลีที่ไม่เด่นนี้แยกแยะเสียงดังกล่าวจากเสียงธรรมดาๆ เช่น ลม เพลงผสมพันธุ์ของตั๊กแตน หรือการสั่นที่เกิดจากแมลงวันบนใบไม้ที่ไม่เป็นอันตราย

พวกเขากรีดร้อง

ความไวนี้ขึ้นอยู่กับการทำงานของตัวรับกลไกซึ่งพบได้ในเซลล์ของทุกส่วนของพืช หูไม่ได้ถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น แต่กระจายไปทั่วร่างกาย เช่นเดียวกับตัวรับสัมผัสของเรา ดังนั้นจึงยังห่างไกลจากความเข้าใจในบทบาทของพวกมันในทันที เมื่อสังเกตเห็นการโจมตี rezukhovidka ก็ตอบสนองต่อมันอย่างแข็งขันโดยเปลี่ยนกิจกรรมของยีนจำนวนมากเตรียมสำหรับการรักษาอาการบาดเจ็บและปล่อยกลูโคซิโนเลตยาฆ่าแมลงตามธรรมชาติ

บางทีโดยธรรมชาติของการสั่นสะเทือน พืชสามารถแยกแยะระหว่างแมลงได้: เพลี้ยอ่อนหรือหนอนผีเสื้อชนิดต่างๆ ทำให้เกิดการตอบสนองที่แตกต่างจากจีโนมโดยสิ้นเชิง พืชชนิดอื่นๆ จะปล่อยน้ำหวานออกมาเมื่อถูกโจมตี ซึ่งดึงดูดแมลงที่กินสัตว์อื่น เช่น ตัวต่อ ซึ่งเป็นศัตรูตัวร้ายที่สุดของเพลี้ย และพวกเขาทั้งหมดจะต้องเตือนเพื่อนบ้านอย่างแน่นอน: ย้อนกลับไปในปี 1983 Jack Schultz และ Ian Baldwin แสดงให้เห็นว่าใบเมเปิ้ลที่แข็งแรงนั้นตอบสนองต่อการปรากฏตัวของใบที่เสียหายรวมถึงกลไกการป้องกัน การสื่อสารของพวกเขาเกิดขึ้นใน "ภาษาเคมี" ของสารระเหย

พวกเขาสื่อสาร

ความเอื้อเฟื้อนี้ไม่จำกัดเฉพาะญาติ และแม้แต่สายพันธุ์ที่อยู่ห่างไกลก็สามารถ "เข้าใจ" สัญญาณอันตรายของกันและกันได้: ง่ายกว่าที่จะขับไล่ผู้บุกรุกด้วยกัน ตัวอย่างเช่น มีการทดลองแสดงให้เห็นว่ายาสูบพัฒนาปฏิกิริยาป้องกันเมื่อไม้วอร์มวูดที่เติบโตในบริเวณใกล้เคียงได้รับความเสียหาย

ดูเหมือนต้นไม้จะกรีดร้องด้วยความเจ็บปวด เตือนเพื่อนบ้าน และหากต้องการได้ยินเสียงกรีดร้องนี้ คุณเพียงแค่ต้อง "ดม" ให้ดี อย่างไรก็ตาม จะถือเป็นการสื่อสารโดยเจตนาหรือไม่ก็ยังไม่ชัดเจน บางทีด้วยวิธีนี้พืชเองก็ส่งสัญญาณระเหยจากบางส่วนของมันไปยังส่วนอื่นและเพื่อนบ้านอ่านเพียงสารเคมี "สะท้อน" มีการสื่อสารที่แท้จริงสำหรับพวกเขา … "อินเทอร์เน็ตเห็ด"

ระบบรากของพืชชั้นสูงทำให้เกิดความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันอย่างใกล้ชิดกับไมซีเลียมของเชื้อราในดิน พวกเขาแลกเปลี่ยนอินทรียวัตถุและเกลือแร่อย่างต่อเนื่อง แต่เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่เพียงการไหลของสารที่เคลื่อนที่ไปตามเครือข่ายนี้

พืชที่ไมคอร์ไรซาแยกได้จากเพื่อนบ้านจะพัฒนาช้ากว่าและทนต่อการทดสอบที่แย่ลง นี่แสดงให้เห็นว่าไมคอร์ไรซายังทำหน้าที่ส่งสัญญาณทางเคมี - ผ่านการไกล่เกลี่ย และอาจกระทั่ง "การเซ็นเซอร์" จากสัญลักษณ์คล้ายเชื้อรา ระบบนี้ได้รับการเปรียบเทียบกับเครือข่ายสังคมออนไลน์ และมักเรียกง่ายๆ ว่า Wood Wide Web

พวกมันเคลื่อนไหว

"ความรู้สึก" และ "การสื่อสาร" ทั้งหมดนี้ช่วยให้พืชพบน้ำ สารอาหาร และแสง ป้องกันตัวเองจากปรสิตและสัตว์กินพืช และโจมตีตัวเอง พวกมันช่วยให้คุณสร้างเมตาบอลิซึมใหม่ เติบโต และปรับตำแหน่งของใบ - ให้เคลื่อนไหว

พฤติกรรมของกับดักแมลงวันวีนัสอาจดูเหมือนบางสิ่งที่เหลือเชื่อ: ไม่เพียงแต่พืชชนิดนี้จะกินสัตว์เท่านั้น แต่ยังล่าสัตว์พวกมันด้วย แต่นักล่าที่กินแมลงก็ไม่มีข้อยกเว้นในบรรดาพืชพันธุ์อื่นๆ เพียงแค่เร่งความเร็วของวิดีโอในหนึ่งสัปดาห์ในชีวิตของดอกทานตะวัน เราจะเห็นว่ามันเปลี่ยนไปตามดวงอาทิตย์อย่างไร และ "ผล็อยหลับไป" ในตอนกลางคืนได้อย่างไร โดยปกคลุมใบไม้และดอกไม้ไว้ ในการถ่ายภาพความเร็วสูง ปลายรากที่กำลังเติบโตจะดูเหมือนตัวหนอนหรือตัวหนอนที่คลานเข้าหาเป้าหมายพอดี

พืชไม่มีกล้ามเนื้อ และการเคลื่อนไหวนั้นมาจากการเติบโตของเซลล์และแรงดัน turgor ซึ่งเป็น "ความหนาแน่น" ของการเติมน้ำ เซลล์ทำหน้าที่เหมือนระบบไฮดรอลิกที่มีการประสานกันอย่างซับซ้อน นานก่อนที่จะบันทึกวิดีโอและเทคนิคเหลื่อมเวลา ดาร์วินให้ความสนใจกับสิ่งนี้ ซึ่งศึกษาปฏิกิริยาที่ช้าแต่ชัดเจนของรากที่กำลังเติบโตต่อสิ่งแวดล้อม

หนังสือของเขา The Movement of Plants จบลงด้วยชื่อที่มีชื่อเสียง: "แทบจะไม่พูดเกินจริงเลยที่ปลายรากซึ่งมีความสามารถในการควบคุมการเคลื่อนไหวของส่วนใกล้เคียงนั้นทำหน้าที่เหมือนสมองของสัตว์ตัวใดตัวหนึ่ง.. ที่รับรู้ความประทับใจจากประสาทสัมผัสและให้ทิศทางการเคลื่อนไหวต่างๆ"

นักวิชาการบางคนถือเอาคำพูดของดาร์วินเป็นความศักดิ์สิทธิ์อีกอย่างหนึ่ง นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ Stefano Mancuso ดึงความสนใจไปที่กลุ่มเซลล์พิเศษที่ปลายการเจริญเติบโตของลำต้นและราก ซึ่งตั้งอยู่บริเวณรอยต่อระหว่างเซลล์ที่แบ่งเซลล์ของเนื้อเยื่อส่วนปลายและเซลล์ของบริเวณที่ยืดออกต่อไป เติบโต แต่ไม่แบ่งแยก

ย้อนกลับไปในช่วงปลายทศวรรษ 1990 Mancuso ค้นพบว่ากิจกรรมของ "เขตการเปลี่ยนผ่าน" นี้ชี้นำการขยายตัวของเซลล์ในเขตยืด และทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของรากทั้งหมด สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการแจกจ่ายออกซินซึ่งเป็นฮอร์โมนหลักในการเจริญเติบโตของพืช

พวกเขาคิด?

เช่นเดียวกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่คุ้นเคยอย่างมากในการแบ่งขั้วของเมมเบรนในเซลล์ของเขตการเปลี่ยนแปลง

ประจุภายในและภายนอกจะผันผวน เช่นเดียวกับศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท แน่นอนว่ากลุ่มเล็กๆ เช่นนี้จะไม่มีวันบรรลุผลการปฏิบัติงานของสมองที่แท้จริง นั่นคือมีเซลล์ไม่เกินสองสามร้อยเซลล์ในแต่ละโซนการเปลี่ยนแปลง

แต่แม้ในไม้ล้มลุกขนาดเล็ก ระบบรากสามารถรวมเคล็ดลับการพัฒนาดังกล่าวได้นับล้านโดยสรุปแล้ว พวกมันให้ "เซลล์ประสาท" จำนวนมากที่น่าประทับใจอยู่แล้ว โครงสร้างของเครือข่ายความคิดนี้มีลักษณะคล้ายกับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตแบบกระจายอำนาจ และความซับซ้อนของเครือข่ายนั้นเทียบได้กับสมองที่แท้จริงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

เป็นเรื่องยากที่จะบอกว่า "สมอง" นี้สามารถคิดได้มากเพียงใด แต่ Alex Kaselnik นักพฤกษศาสตร์ชาวอิสราเอลและเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่าในหลายกรณี พืชมีพฤติกรรมเกือบเหมือนเรา นักวิทยาศาสตร์วางเมล็ดถั่วทั่วไปในสภาพที่สามารถปลูกรากในหม้อที่มีปริมาณสารอาหารคงที่หรือในบริเวณใกล้เคียงที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา

ปรากฎว่าหากมีอาหารเพียงพอในหม้อใบแรก เมล็ดถั่วจะชอบมากกว่า แต่ถ้ามีน้อยเกินไป พวกเขาจะ "เสี่ยง" และรากจะงอกขึ้นในหม้อที่สองมากขึ้น ผู้เชี่ยวชาญบางคนไม่พร้อมที่จะยอมรับแนวคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการคิดในพืช

เห็นได้ชัดว่าเธอตกใจ Stefano Mancuso มากกว่าคนอื่น ๆ วันนี้นักวิทยาศาสตร์เป็นผู้ก่อตั้งและหัวหน้า "International Laboratory of Plant Neurobiology" ที่ไม่เหมือนใครและเรียกร้องให้มีการพัฒนาหุ่นยนต์ที่ "เหมือนพืช" การโทรนี้มีตรรกะของตัวเอง

ท้ายที่สุดแล้ว หากงานของหุ่นยนต์ตัวดังกล่าวไม่ได้ทำงานบนสถานีอวกาศ แต่เพื่อศึกษาระบบน้ำหรือตรวจสอบสภาพแวดล้อม ทำไมไม่ลองเน้นที่พืชที่ปรับให้เข้ากับสิ่งนี้อย่างน่าทึ่งล่ะ และเมื่อถึงเวลาที่จะเริ่ม terraforming ดาวอังคารใครจะ "บอก" ได้ดีกว่าพืชถึงวิธีการคืนชีวิตสู่ทะเลทราย.. ยังคงต้องค้นหาว่าพืชคิดอย่างไรเกี่ยวกับการสำรวจอวกาศ

การประสานงาน

พืชมีความรู้สึกที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับตำแหน่งของ "ร่างกาย" ของตัวเองในอวกาศ พืชที่วางตะแคงข้างจะปรับทิศทางตัวเองและเติบโตต่อไปในทิศทางใหม่ โดยแยกแยะได้อย่างสมบูรณ์แบบว่าที่ไหนขึ้นและลงที่ไหน ในขณะที่อยู่บนแท่นหมุน มันจะเติบโตในทิศทางของแรงเหวี่ยง ทั้งสองมีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของสเตโตไซต์ ซึ่งเป็นเซลล์ที่มีสเตโตลิธิกสเฟียร์หนักซึ่งตกอยู่ใต้แรงโน้มถ่วง ตำแหน่งของพวกเขาทำให้พืชสามารถ "รู้สึก" ในแนวตั้งได้