CP v2

Tag: Augalų komunikacija

  • Miške verda slaptos derybos: mokslininkai atskleidė, kaip medžiai įspėja vieni kitus

    Miške verda slaptos derybos: mokslininkai atskleidė, kaip medžiai įspėja vieni kitus

    Miške, pasirodo, vyksta kur kas daugiau nei tylus augimas: augalai geba perduoti vieni kitiems signalus apie pavojų ir keisti savo elgesį. Mokslininkai vis dažniau kalba apie sudėtingą cheminių, elektrinių ir per dirvožemį sklindančių impulsų sistemą, kuri padeda augalams greitai reaguoti į aplinkos pokyčius.

    Vienas geriausiai ištirtų mechanizmų yra lakieji organiniai junginiai, kuriuos augalai išskiria patirdami stresą, pavyzdžiui, užpulti vabzdžių. Šiuos junginius gali „užuosti“ netoliese augantys augalai ir iš anksto aktyvuoti gynybines reakcijas, tokias kaip detalesnė cheminių apsauginių medžiagų gamyba.

    Tyrimuose su įvairiomis rūšimis nustatyta, kad augalai, gavę tokį perspėjimą, neretai patiria mažiau kenkėjų padarytos žalos. Kai kuriuose eksperimentuose žalos sumažėjimas siekė iki 40 proc., o tai rodo, kad signalai gali turėti realią „praktinę“ naudą, ypač ten, kur kenkėjų spaudimas didelis.

    Po žeme veikia tinklai

    Dar daugiau klausimų kelia tai, kas vyksta po žeme. Daugelio medžių šaknys bendradarbiauja su mikoriziniais grybais, kurių siūlai dirvožemyje sudaro plačius tinklus: medis grybui atiduoda fotosintezės metu sukurtus anglies junginius, o mainais gauna vandens ir mineralinių medžiagų.

    Kai kurie moksliniai darbai rodo, kad tokie tinklai gali padėti pernešti tam tikras medžiagas tarp augalų, o populiariojoje literatūroje išpopuliarėjo vadinamoji motininių medžių hipotezė. Vis dėlto tyrėjai pabrėžia, kad medžiagų judėjimas tinkle dar nereiškia sąmoningo medžių sprendimo dalytis, o natūraliuose miškuose šių procesų mastas ir reikšmė tebėra diskusijų objektas.

    Elektriniai impulsai nereiškia sąmonės

    Ne mažiau intriguojantys ir elektriniai signalai: augalo pažeidimas gali sukelti impulsus, kurie plinta per audinius ir „įjungia“ gynybines reakcijas kituose augalo segmentuose. Tačiau tai nėra gyvūnams būdingos nervų sistemos atitikmuo, todėl iš tokių procesų negalima daryti išvadų, kad augalai mąsto ar turi sąmonę.

    Mokslininkai vis dažniau sutaria, kad svarbiausias klausimas yra ne ar augalai komunikuoja, o kiek sudėtinga yra jų signalų sistema. Tikimasi, kad pažangesni jutikliai, DI paremta duomenų analizė ir modernūs vaizdinimo metodai ateityje leis tiksliau „pamatyti“ procesus, kurie miške vyksta nuolat, bet žmogaus akiai dažniausiai lieka nematomi.

  • Mokslininkas savaitę fiksavo samanų signalus: 5 mln. matavimų atskleidė netikėtą aktyvumą

    Mokslininkai nustatė, kad samanos gali generuoti sudėtingą elektrinį aktyvumą, kuris panašus į lėtai sklindančius signalų „bangavimus“ per visą koloniją. Tyrimas rodo, jog samanos nėra tik atskirų, nepriklausomų ląstelių rinkinys, o veikiau tarpusavyje susijusi dinamiška sistema.

    Šias išvadas pateikė tyrėjas Andy Adamatzky, analizavęs paprastosios šluotosios samanos Brachythecium rutabulum elektrinius impulsus. Darbas publikuotas mokslo žurnale Royal Society Open Science, o rezultatai atkreipė dėmesį ir į platesnį klausimą, kaip net „paprasti“ augalai perduoda informaciją be nervų sistemos.

    Tyrimo metu samanos buvo stebimos laboratorijoje, į jų pagalvėles įsmeigus elektrodus ir nuolat registruojant elektrinius pokyčius. Kadangi samanų fiziologiniai procesai vyksta lėčiau nei daugelio kitų organizmų, stebėjimai truko apie savaitę, per kurią surinkta maždaug 5 000 000 elektrinių impulsų.

    Duomenys parodė „turtingą elektrinių įvykių repertuarą“: dalis bangų buvo greitesnės, kitos lėtai svyravo, o signalai dažnai plito per visą samanų paviršių, o ne apsiribodavo viena maža zona. Pasak autoriaus, tai leidžia svarstyti, kad samanos gali koordinuoti ir integruoti elektrinius signalus tiek erdvėje, tiek laike.

    „Mes net stebėjome impulsus, primenančius didelės amplitudės veikimo potencialus ir neuronų sekas“, – sakė Andy Adamatzky.

    Nors samanos yra vieni seniausių sausumos augalų ir neturi išsivysčiusios laidžiosios sistemos, jos sugeba išgyventi sudėtingomis sąlygomis, sudarydamos tankias „pagalvėles“. Tokios pagalvėlės dažnai yra daugybė atskirų, tačiau giminingų individų, todėl signalų sklaida per visą darinį gali būti susijusi su kolektyviniu atsaku į drėgmės, šviesos ar temperatūros pokyčius.

    Šiuolaikinėje augalų biologijoje vis dažniau akcentuojama, kad elektriniai signalai augaluose nėra egzotika: jie siejami su reakcijomis į stresą, mechaninį dirgiklį, vandens trūkumą ar pažeidimus. Nauji samanų duomenys papildo šią kryptį, nes rodo, kad net labai paprastos sandaros augalai gali turėti elektrinio „bendravimo“ mechanizmus, veikiančius kolonijos mastu.

    Tokio tipo matavimai atveria kelią detalesniems tyrimams, kaip elektriniai signalai susiję su ekologiniu atsparumu ir kolonijų gyvybingumu. Praktiniu požiūriu tai gali būti reikšminga ir aplinkos stebėsenai, nes samanos dažnai naudojamos kaip jautrūs indikatoriai, reaguojantys į taršą ar mikroklimato pokyčius.

    Kartu tai yra ir duomenų analizės iššūkis: milijonai impulsų per trumpą laiką reiškia, kad svarbią vietą gali užimti automatizuoti metodai, įskaitant DI, padedantys atpažinti pasikartojančius dėsningumus ir galimas „signalo gramatikas“. Vis dėlto mokslininkai pabrėžia, kad tokie rezultatai nereiškia, jog samanos turi smegenis ar sąmonę, greičiau tai signalų perdavimo ir koordinacijos reiškiniai augalų fiziologijos rėmuose.