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.
Ką parodė 5 milijonai signalų?
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.
Kodėl tai svarbu augalų tyrimams?
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.
Kas toliau: nuo ekologijos iki DI analizės
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.
