Istnieje wiele rzeczy, które decydują o tym, czy roślina przeżyje, czy też zniknie. I wiele czynników wymyka się spod ich kontroli. Ale jak donosi Tia Ghose dla Live Science, rośliny mogą faktycznie podjąć decyzję o jednym kluczu do przetrwania: kiedy kiełkować.
Nowe badanie, opublikowane w „Proceedings of the National Academies of Science”, sugeruje, że nasiona roślin używają maleńkich „mózgów”, aby pomóc im zdecydować, czy jest to właściwy czas na przerwanie spoczynku. Jak donosi Ghose, „mózgi” nie są fizycznie podobne do istoty ludzkiej lub innej istoty szarej kręgowca. Zamiast tego centrum kontroli nasion przetwarza informacje podobnie jak mózg. Używają pakietów wyspecjalizowanych komórek do przetwarzania sygnałów hormonalnych, które mówią im, kiedy jest najwyższy czas i że powinny wykiełkować.
„Rośliny są jak ludzie w tym sensie, że muszą myśleć i podejmować decyzje w ten sam sposób, co my” - powiedział George Bassel, biolog roślin z University of Birmingham i autor badań.
Naukowcy zbadali nasiona Arabidopsis, zwane inaczej rzeżuchą - rośliną powszechnie stosowaną w badaniach ze względu na jej krótki cykl życia. Nasiona muszą równoważyć dwa ważne czynniki podczas kiełkowania: temperaturę i konkurencję. Jeśli wykiełkują zbyt wcześnie, mogą stawić czoła zimnym temperaturom i potencjalnie zamarznąć na śmierć. Jeśli zaczekają zbyt długo, wcześniej kiełkujące rośliny mogą je pokonać.
Nasiono ma dwa hormony: kwas abscysynowy (ABA), który wysyła sygnał do pozostania w stanie uśpienia, i giberelinę (GA), która inicjuje kiełkowanie. Nacisk i przyciąganie między tymi dwoma hormonami pomaga nasionom określić właściwy moment na rozpoczęcie wzrostu.
Według Ghose'a około 3000 do 4000 komórek tworzy nasiona Arabidopsis. Tak więc naukowcy skatalogowali te komórki w atlasie, aby zbadać ten system. Następnie monitorowali, gdzie znaleziono dwa hormony w nasionach. Okazało się, że hormony skupiły się w dwóch sekcjach komórek w pobliżu wierzchołka nasion - region, który naukowcy proponują, tworzą „mózg”. Te dwa skupiska komórek wytwarzają hormony, które wysyłają między sobą jako sygnały. Kiedy ABA, wytwarzany przez jedną grudkę, jest dominującym hormonem w tym centrum decyzyjnym, nasiona pozostają uśpione. Ale wraz ze wzrostem GA „mózg” zaczyna mówić ziarnu, że czas wykiełkować.
Model 3D nasion Arabidopsis i lokalizacje ich komórek decyzyjnych (University of Birmingham) Ten podział centrum dowodzenia pomaga nasionom w podejmowaniu bardziej trafnych decyzji, mówi biochemik Iain Johnston, który był także autorem badań. „Oddzielenie elementów obwodu pozwala na szerszą paletę odpowiedzi na bodźce środowiskowe”, mówi w komunikacie prasowym. „To jak różnica między czterokrotnym przeczytaniem recenzji filmu przez jednego krytyka lub połączeniem poglądów czterech różnych krytyków przed podjęciem decyzji o pójściu do kina”.
Najnowsze badanie stanowi uzupełnienie rosnącej liczby dowodów na to, że złożoność roślin była w przeszłości niedoceniana. Coraz więcej dowodów sugeruje, że rośliny mogą mieć pewne podstawowe środki komunikacji. W zeszłym roku naukowcy odkryli, że pewien rodzaj grzyba może służyć jako podziemny leśny „internet” zdolny do transportu węgla, składników odżywczych i chemikaliów między drzewami. Istnieją nawet pewne dowody, że rośliny mogą wysyłać sygnały za pomocą impulsów elektrycznych, niejasno podobne do działania ludzkiego układu nerwowego (ale z wieloma, wieloma ważnymi różnicami).
Idea „mózgów” nasion nie tylko zwiększa tę zdolność wegetatywną, ale może również mieć duży wpływ na rolnictwo, prowadząc naukowców do kontrolowania kiełkowania nasion i zwiększenia wydajności wzrostu roślin.
