Tag: Royal Society Open Science

  • Mokslininkai išnarpliojo paslaptį: kodėl grybai auga „velnio ratais“ ir kas slypi po žeme

    Mokslininkai išnarpliojo paslaptį: kodėl grybai auga „velnio ratais“ ir kas slypi po žeme

    Gamtos reiškinys, liaudyje vadinamas velnio ratais ar pasakų ratilais, ilgą laiką atrodė tarsi mįslė: pievose ar miško aikštelėse grybai išdygsta beveik taisyklingu žiedu. Naujas tyrimas parodė, kad tikrasis atsakymas slypi ne virš žemės, o dirvožemyje, kur driekiasi pagrindinė grybo dalis.

    Tyrimui vadovavo Stokholmo universiteto mikologė Hanna Johannesson. Komanda analizavo du natūraliai susiformavusius ratilus, rastus Upsalos kapinėse, ir pasirinko vieną dažniausių tokių žiedų „kaltininkų“ – pievagrybį Marasmius oreades.

    Vietoje to, kad vertintų tik matomus vaisiakūnius, mokslininkai ėmė dirvožemio mėginius skirtingose ratilo vietose ir ieškojo grybo genetinės medžiagos. Didžiausia šio grybo DNR koncentracija aptikta ratilo pakraštyje, ypač išorinėje briaunoje, o ratilo viduje ji smuko beveik iki fono lygio.

    Tokie duomenys rodo, kad žiedą suformuoja ne vien sporadinis grybų iškilimas paviršiuje. Po žeme grybo grybiena iš tiesų sudaro žiedinę struktūrą, o aktyviausia augimo zona laikui bėgant slenka į išorę, todėl ratilai pamažu didėja.

    Esminis klausimas buvo kitas: kodėl grybas neapauga visos teritorijos tolygiai, o „pasirenka“ žiedą? Publikacijoje žurnale Royal Society Open Science autoriai aptarė kelis scenarijus, tačiau labiausiai jų rezultatus atitiko vadinamoji pereinamosios ugnies hipotezė.

    Pagal šią idėją, dirva už aktyvaus grybienos krašto kuriam laikui tampa mažiau palanki augimui. Grybas tarsi traukiasi nuo sąlygų, kurias pats palieka, ir ieško naujos, dar nepaveiktos terpės, todėl jo augimas persikelia į išorę ir formuoja vis platesnį žiedą.

    Kas konkrečiai pablogina sąlygas „užnugaryje“, dar nėra galutinai aišku. Vienas paaiškinimų – maistinių medžiagų išsekimas, kai grybiena išnaudoja vietinius išteklius ir juda ten, kur jų daugiau. Kita galimybė – grybo išskiriamos cheminės medžiagos, kurios laikinai slopina tolesnį augimą jau „praeitoje“ dirvoje.

    Mokslininkai pabrėžia, kad tokie tyrimai svarbūs ne vien smalsumui patenkinti. Grybienos augimo dinamika ir jos sąveika su dirvožemiu siejasi su maistmedžiagių apytaka ekosistemose, dirvos būkle bei biologine įvairove, o DNR analizė dirvožemyje vis dažniau tampa pagrindiniu įrankiu tyrinėjant nematomą požeminį pasaulį.

  • Mokslininką pritrenkė: paprastas miško augalas siunčia signalus, primenančius smegenų veiklą

    Mokslininką pritrenkė: paprastas miško augalas siunčia signalus, primenančius smegenų veiklą

    Nepastebimas miško paklotės augalas – samanos – mokslininkams pateikė netikėtą mįslę: laboratorijoje užfiksuoti jų elektriniai signalai pasirodė esantys ne atsitiktinis triukšmas, o pasikartojantys impulsai ir lėtos bangos. Tyrimą atlikęs Vakarų Anglijos universiteto Bristolio profesorius Andrew Adamatzky teigia, kad kai kurie dėsningumai primena tai, kaip signalai sklinda neuronų tinkluose.

    Tyrimas publikuotas mokslo žurnale Royal Society Open Science. Jame analizuota samanų rūšis Brachythecium rutabulum, dažnai sudaranti žalias pagalvėles miškuose, ant medžių kamienų ir drėgnų paviršių. Svarbu pabrėžti: tai nereiškia, kad samanos turi smegenis ar geba mąstyti, tačiau rodo sudėtingesnę jų vidinę signalų dinamiką, nei įprastai tikėtasi.

    Kas tiksliai užfiksuota laboratorijoje?

    Eksperimento metu į samanų mėginius buvo įterpti elektrodai, o įtampos pokyčiai registruoti kelias dienas. Užfiksuoti reguliarūs impulsai ir lėtos, per audinius plintančios bangos, leidusios įtarti, kad signalai gali būti koordinuoti visos kerpės ar kupsto mastu, o ne atsirandantys pavienių ląstelių lygiu.

    Mokslininkų dėmesį patraukė ne vien pats elektrinis aktyvumas, bet ir jo struktūra. Tyrime aprašoma, kad signalai pasireiškė skirtingomis laiko skalėmis, o jų pasikartojimas kai kuriais aspektais priminė dėsningumus, matomus biologinėse tinklinėse sistemose, įskaitant nervinių ląstelių aktyvumą.

    Kodėl tai nereiškia, kad samanos mąsto?

    Augalai neturi neuronų ir neturi gyvūnams būdingos nervų sistemos, todėl jų signalai kyla ir sklinda kitais mechanizmais. Augaluose elektriniai impulsai dažnai siejami su jonų srautais ląstelių membranose, vandens balanso pokyčiais ir biocheminių reakcijų grandinėmis, kurios padeda koordinuoti atsaką į aplinką.

    Elektriniai signalai augaluose nėra naujiena: mokslinėje literatūroje seniai aprašoma, kad jie gali būti susiję su reakcija į pažeidimą, kenkėjų poveikį, temperatūros svyravimus ar drėgmės stygių. Tačiau samanų atveju tyrėjai akcentuoja mastą ir dėsningumų sudėtingumą, nes signalai gali apimti visą kupstą kaip vieną funkcinę sistemą.

    Kur tai gali nuvesti: nuo biologijos iki skaičiavimo?

    Andrew Adamatzky siūlo interpretaciją, kad samanų kupstas tam tikra prasme gali veikti kaip išsklaidyta, labai lėta informacijos apykaitos sistema. Tokia idėja artima biokompiutingo krypčiai, kur ieškoma, kaip biologiniai dariniai gali įkvėpti naujus, netradicinius skaičiavimo ir signalų apdorojimo modelius.

    Pastaraisiais metais vis daugiau dėmesio sulaukia vadinamasis netradicinis skaičiavimas, kai informacijos apdorojimo analogų ieškoma ne tik silicio lustuose, bet ir gyvuose ar gyvybę imituojančiuose tinkluose. Vis dėlto kol kas tai pirmiausia fundamentinis mokslas: tyrimas praplečia supratimą apie tai, kaip net paprasti, nervų sistemos neturintys organizmai gali koordinuoti procesus per elektrinių signalų dinamiką.

    „Tai nėra įrodymas, kad samanos turi smegenis, tačiau tai rodo, jog jų elektrinis aktyvumas gali būti daugiasluoksnis ir dėsningas“, – sakė Andrew Adamatzky.