Kürzlich beobachtete ein Forscherteam die ergebnis der Verwundung einer Pflanze namens Arabidopsis thaliana, ein Senf, der oft in Experimenten verwendet wird., Der wirklich bemerkenswerte Teil ist, dass „diese Kanäle durch extrazelluläres Glutamat, einen bekannten Säugetier-Neurotransmitter, aktiviert werden“:
Diese Studie kombiniert genetische und bildgebende Ansätze, um einen schnellen und Fernsignalweg aufzudecken, der Blattschäden an intakten Blättern kommuniziert, die räumlich und entwicklungsmäßig vom verwundeten Blatt entfernt sind. Toyota et al. erkennen Sie erhöhte Kalziumsignale an der Stelle von Pflanzenfressern und mechanischen Verwundungen innerhalb von 2 s und in entfernten Blättern innerhalb von 2 min nach Beschädigung., Dieses Signal bewegt sich mit Raten von ~1 mm/s durch das Pflanzengefäß, was schneller ist, als durch Diffusion erklärt werden kann.
Gloria K. Muday, Heather Brown-Harding, „Nervous system-like signaling in plant defense“ in der Wissenschaft
ein“Schneller als erklärt werden kann durch die Verbreitung“ bedeutet, dass die übertragung erscheint ein signal, anstatt einfach nur den normalen Verlauf der diffusion in Pflanzen. Muday und Brown-Harding erklären, dass Glutamatrezeptoren bei Säugetieren die Neurotransmission beschleunigen und in Pflanzen schnellere Signale an entfernte Teile der Pflanze ermöglichen können., Viele Details müssen natürlich noch ausgefüllt werden:
Zukünftige Experimente sind erforderlich, um zu klären, ob Glutamat große Entfernungen bewegt, anstatt über die lokalisierte Freisetzung und Fernausbreitung von Ionensignalen zu handeln.
Gloria K. Muday, Heather Brown-Harding, „Nervous system-like signaling in plant defense“ in der Wissenschaft
natürlich Insekten einen Weg finden, um diese Kommunikation unter den Pflanzen des Nervensystems. Ein Insekt zum Beispiel bringt Pflanzen dazu, falsche Informationen an andere Pflanzen zu übertragen., Wenn die weiße Fliege (Bemisia tabaci,), ein bekannter Schädling von Gemüsegärten, angreift, entstehen Gerüche, die andere Pflanzen vor anderen Schädlingen als Insekten warnen. Die Verwirrung der Informationssignale der Pflanzen auf diese Weise hilft offensichtlich der Weißen Fliege, ist jedoch keine vollständige Katastrophe für die Pflanze:
Weiße Fliegen funktionieren wie Mücken für Pflanzen und verbreiten Viren und andere Krankheiten. Sogar Tropfen weißer Fliege, manchmal Honigtau genannt, ziehen rußigen Schimmel an.,
Susan Milius, „Eine große Ernte pest machen können Tomaten Pflanzen liegen, um Ihre Nachbarn“, in ScienceNews
Erste Kontrolle der natürlichen Informationssysteme könnte eine Zukunft Schädlingsbekämpfung Strategie. Wenn Forscher zum Beispiel einen Weg finden, das Informationssystem der Weißen Fliege unter Kontrolle zu bringen, könnte es möglicherweise dazu veranlasst werden, kommerziell wertlose oder schädlingsbekämpfende Pflanzen anstelle von kultivierten anzugreifen.,
Die Natur ist so voller Informationen, deren Ursprung wir unter derzeit akzeptablen Hypothesen nicht wirklich berücksichtigen können, aber nichts hindert uns daran, sie in der Zwischenzeit zu unserem Vorteil zu nutzen.
Hinweis: Hier ist die Zusammenfassung aus dem Papier, das Open Access ist:
Schnelle Fernsignalisierung in Pflanzen:
Zusammenfassung: Tiere benötigen schnelle molekulare Signalnetze mit großer Reichweite, um Sensorik und Reaktion in ihren Körper zu integrieren., Die Aminosäure Glutamat wirkt als erregender Neurotransmitter im zentralen Nervensystem der Wirbeltiere und erleichtert den Informationsaustausch über große Entfernungen über die Aktivierung von Glutamatrezeptorkanälen. In ähnlicher Weise spüren Pflanzen lokale Signale wie Pflanzenfresserangriffe und übertragen diese Informationen im gesamten Pflanzenkörper, um schnell Abwehrreaktionen in unbeschädigten Teilen zu aktivieren. Hier zeigen wir, dass Glutamat ein starkes Signal in Pflanzen ist., Ionenkanäle der GLUTAMATREZEPTORÄHNLICHEN Familie fungieren als Sensoren, die dieses Signal in eine Erhöhung der intrazellulären Calciumionenkonzentration umwandeln, die sich auf entfernte Organe ausbreitet, wo dann Abwehrreaktionen induziert werden.
Masatsugu Toyota, Dirk Spencer, Satoe Sawai-Toyota, Wang Jiaqi, Tong Zhang, Abraham J. Koo, Gregg A. Howe … , „Glutamat löst Langstrecken -, calcium-based plant defense signaling“ im Science (paywall)
Siehe auch: Pflanzen Können so smart wie die Tiere?, Auf der Suche nach gedeihen und wachsen kommunizieren Pflanzen ausgiebig, ohne Geist oder Gehirn
und
Evolution scheint auf Ziele zu konvergieren-aber in darwinischen Begriffen, ist das möglich? Die Verwendung von Glutamat als Neurotransmitter ist ein Beispiel für die Konvergenz zwischen Säugetieren und Pflanzen.
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