ชีววิทยาของพืช: พืชคิดอย่างไร?

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

พืชไม่มีเซลล์สมองและเซลล์ประสาท เมื่อเทียบกับสัตว์แล้ว พวกมันดูเหมือนไม่มีความรู้สึก อย่างไรก็ตาม นักชีววิทยารู้ว่าตัวแทนของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์กลุ่มนี้ได้รับข้อมูลจากภายนอกและประมวลผล พวกเขาสามารถสื่อสารกันโดยใช้สัญญาณทางเคมี

มันคุ้มค่าที่จะพูดถึง "ความฉลาด" ของพืชหรือไม่?

สิ่งที่จะมาแทนที่เส้นประสาทและสมอง

ดอกไม้ทะเลสีขาวที่ละเอียดอ่อนของต้นโอ๊กเป็นไม้ประดับของป่าเขตกลาง ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะเห็นกลีบของเธอพับเข้าหากัน แม้ว่าวันที่แดดจะร้อนจัด ดังนั้นรอฝน ต้นไม้ขนาดเล็กสามารถป้องกันน้ำและลมกระโชกได้โดยการเอาดอกไม้ออก

ในโลกของพืชพรรณ มีกลไกหลายอย่างในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง ป้องกันตัวเองจากศัตรูพืช สมานแผล และรับสารอาหารทันที

อวัยวะของการรับรู้ในพืชคือเซลล์รับพิเศษ ช่องไอออนในเยื่อหุ้มเซลล์ที่ส่งสัญญาณไฟฟ้า อวัยวะพิเศษที่มีคุณสมบัติบางอย่างของเซลล์ประสาท

ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย สารประกอบตัวกลางต่างๆ ถูกสร้างขึ้น: ฮอร์โมน สารประกอบทางเคมี RNA ที่ไม่มีการเข้ารหัสขนาดเล็ก กลไกเหล่านี้สามารถแทนที่ประสาทสัมผัสและระบบประสาทของพืชได้สำเร็จ

การรับรู้ทางประสาทสัมผัสของพืชได้รับการศึกษาอย่างแข็งขันจนถึงปี 1970 และค่อยๆจางหายไป

ในปี 2548 Stefano Mansuko จากมหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ (อิตาลี) และ František Baluschka จากมหาวิทยาลัยบอนน์ (ประเทศเยอรมนี) ตัดสินใจว่ามีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับ "ความฉลาด" ของพืช และถึงเวลาแล้วที่จะกระตุ้นทิศทางนี้

พวกเขาเรียกมันว่า "ประสาทวิทยาของพืช" แน่นอนว่านี่เป็นคำอุปมา - เรากำลังพูดถึงการศึกษาปฏิกิริยาและการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก

สาวกของระบบประสาทวิทยาของพืชเชื่อว่าในส่วนที่เกี่ยวกับพืช เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับความจำ ระบบการสะสม การจัดเก็บและการประมวลผลข้อมูล ตลอดจนกลไกในการตัดสินใจ ตามที่นักวิทยาศาสตร์บางคนกล่าวว่าสิ่งนี้ไม่ต้องการสมองและระบบประสาทเหมือนในสัตว์

ชุมชนวิทยาศาสตร์โดยรวมมีความสำคัญต่อพื้นที่นี้ ในขณะเดียวกัน งานด้านการสื่อสารและระบบสัญญาณของพืชก็อยู่ในระดับแนวหน้าของวิทยาศาสตร์

อพาร์ตเมนต์ส่วนกลางทุ่งหญ้า

การค้นพบที่สำคัญอย่างหนึ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาคือพืชสามารถจดจำเพื่อนบ้านได้ ในการทำเช่นนี้ พวกเขาใช้ไฟสูงสีแดง สัญญาณเคมี สารทุติยภูมิ

ความรู้เกี่ยวกับสายพันธุ์โดยรอบช่วยให้พืชมีชีวิตรอด: หลีกเลี่ยงร่มเงา ป้องกันศัตรู เลือกอาหารที่ดีที่สุด

พืชรับรู้สารประกอบทางเคมี - สิ่งที่เราเรียกว่ากลิ่นจากสายพันธุ์เพื่อนบ้าน พวกมันถูกส่งผ่านทางอากาศและใต้ดินโดยราก

นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนในวารสาร Nature Communications กล่าวถึงผลการทดลองกับข้าวสาลี จากการศึกษาพบว่าพืชชนิดนี้สามารถแยกแยะกลิ่นของสิ่งมีชีวิตกว่าร้อยสายพันธุ์ที่เติบโตเคียงข้างกันผ่านทางราก

เพื่อเป็นการตอบโต้ มันจะปล่อยสารออกมาเองเพื่อควบคุมความสัมพันธ์ - ตัวอย่างเช่น บางอย่างเช่นยาปฏิชีวนะ หากมีคู่แข่งอยู่ใกล้ๆ ส่งผลให้ข้าวสาลียับยั้งการเจริญเติบโต

แน่นอนว่าวิธีการสื่อสารทางเคมีนี้ไม่เหมือนกับการดมกลิ่นในสัตว์ แต่พืชไม่เพียงแต่จะปล่อยเท่านั้น แต่ยังรับรู้กลิ่นอีกด้วย

ตัวอย่างเช่น dodder ปรสิตที่ผูกมัดพบพืชโฮสต์โดยองค์ประกอบที่ระเหยได้และยืดไปในทิศทางของมัน

ไม้วอร์มวูดที่ได้รับบาดเจ็บจากศัตรูพืชเตือนญาติเกี่ยวกับอันตรายจากกลิ่นที่เพิ่มขึ้น

โกลเด้นร็อดสมุนไพรยืนต้นสามารถรับรู้สารประกอบทางเคมี (ฟีโรโมน) ที่หลั่งโดยตัวผู้ของแมลงวันหลากสีที่ล่อผู้หญิงตัวอ่อนแมลงวันเกาะบนพืชทำให้เกิดโรคในรูปของถุงน้ำดี - ลูกบอลขนาดใหญ่

นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำว่าโกลเด้นร็อดมีกลิ่นแมลงวันและเสริมสร้างระบบภูมิคุ้มกันเพื่อต่อสู้กับโรคที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ใบของหญ้าจะเพิ่มเนื้อหาของกรดจัสโมนิก ซึ่งขับไล่ศัตรูพืชและช่วยรักษาความเสียหายของเนื้อเยื่อ

การได้ยินที่ดี

ในปี 1970 หนังสือ "The Secret Life of Plants" โดย Peter Tompkins และ Christopher Bird ได้รับการตีพิมพ์ในสหรัฐอเมริกา ในนั้นโดยไม่ต้องอาศัยข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ มีการให้ข้อมูลที่น่าอัศจรรย์มากมายเกี่ยวกับดอกไม้และต้นไม้ ตัวอย่างเช่น ว่ากันว่าต้นไม้จะเครียดถ้าไข่แตกต่อหน้า ฟักทองจะเบี่ยงออกจากลำโพงถ้าเสียงของหินดังขึ้น

ทุกวันนี้ ข้อเท็จจริงหลายอย่างได้สะสมเกี่ยวกับการรับรู้เสียงจากพืช ในปี 2014 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมิสซูรี (สหรัฐอเมริกา) มีอิทธิพลต่อสมุนไพรขนาดเล็กชื่อ Arabidopsis (Tal rezuhovidka) โดยใช้เสียงที่หนอนผีเสื้อเคี้ยวมัน

ปรากฎว่าสิ่งนี้เพิ่มเนื้อหาของแอนโธไซยานิน (สีย้อมสีม่วง) และกลูโคซิโนเลต (ความขมขื่น) ในใบของพืช จากประสบการณ์พบว่า rezukovidka ทำปฏิกิริยากับแรงสั่นสะเทือนของอากาศที่เกิดจากการเคี้ยวใบ ลม และแมลงร้องเจี๊ยก ๆ

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมิสซิสซิปปี้เพิ่งทำการทดลองกับถั่วเหลืองและแมลงที่อาศัยอยู่บนนั้น - เต่าทองและเพลี้ยถั่วเหลือง พวกเขาได้รับอิทธิพลจากเสียงประเภทต่างๆ รวมทั้งเสียงของเมือง รถแทรกเตอร์ ร็อกแอนด์โรล หลังจากสองสัปดาห์ ชีวมวลของพืชลดลงเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ไม่เชื่อว่าหินจะกดขี่พืชโดยตรง แต่เขามีอิทธิพลต่อศัตรูพืชซึ่งทำให้กิจกรรมของพวกเขาเข้มข้นขึ้น