ostatnio zespół badawczy zaobserwował efekt zranienia rośliny o nazwie Arabidopsis thaliana, musztardy często używanej w eksperymentach., Naprawdę niezwykłą częścią jest to, że „kanały te są aktywowane przez pozakomórkowy glutaminian, dobrze znany neuroprzekaźnik ssaków”:
To badanie łączy podejście genetyczne i obrazowe, aby ujawnić szybką i dalekosiężną ścieżkę sygnalizacyjną, która komunikuje uszkodzenie liści do nienaruszonych liści, które są przestrzennie i rozwojowo oddalone od zranionego liścia. Toyota i in. Wykryj zwiększone sygnały wapnia w miejscu zarówno roślinożernego, jak i mechanicznego zranienia w ciągu 2 s, a w odległych liściach w ciągu 2 min po uszkodzeniu., Sygnał ten przemieszcza się przez naczynie roślinne z prędkością ~1 mm / s, co jest szybsze niż można wytłumaczyć dyfuzją.
Gloria K. Muday, Heather Brown-Harding,” Nervous system-like signaling in plant defense „at Science
„Faster than can be explained by diffusion” oznacza, że transmisja wydaje się być sygnałem, a nie zwyczajnym przebiegiem dyfuzji w roślinach. Muday i Brown-Harding wyjaśniają, że u ssaków receptory glutaminianowe przyspieszają neurotransmisję, a u roślin mogą umożliwiać szybsze sygnały do odległych części rośliny., Wiele szczegółów pozostaje do wypełnienia, oczywiście:
przyszłe eksperymenty są potrzebne, aby ustalić, czy glutaminian porusza się na duże odległości, a nie działa poprzez lokalne uwalnianie i propagację sygnałów jonowych na duże odległości.
Gloria K. Muday, Heather Brown-Harding, „Nervous system-like signaling in plant defense” at Science
oczywiście owady znajdują sposób na obejście tej komunikacji wśród roślinnych układów nerwowych. Na przykład jeden owad nakłania rośliny do przekazywania fałszywych informacji innym roślinom., Gdy atakuje mączlik (Bemisia tabaci,), znany szkodnik ogrodów warzywnych, powoduje, że rośliny-ofiary emitują zapachy ostrzegające inne rośliny przed szkodnikami innymi niż owady. Mylenie sygnałów informacyjnych roślin w ten sposób oczywiście pomaga mączniakowi, ale nie jest to kompletna katastrofa dla rośliny:
mączniaki funkcjonują jak komary dla roślin, rozprzestrzeniając wirusy i inne choroby. Nawet krople SIKU mączniaka prawdziwego, czasami zwanego miodem, przyciągają pleśń.,
Susan Milius, „główny szkodnik upraw może sprawić, że rośliny pomidorów okłamują swoich sąsiadów” w ScienceNews
uzyskanie kontroli nad naturalnymi systemami informacyjnymi może być przyszłą strategią zwalczania szkodników. Jeśli, na przykład, naukowcy znaleźli sposób, aby uzyskać kontrolę nad systemem informacyjnym mączlika, być może można go nakłonić do atakowania cennych komercyjnie lub szkodników roślin zamiast uprawnych.,
Natura jest tak pełna informacji, których pochodzenia nie możemy tak naprawdę wyjaśnić pod obecnie akceptowalnymi hipotezami, ale nic nie stoi na przeszkodzie, abyśmy w międzyczasie wykorzystali ją na naszą korzyść.
Uwaga: oto streszczenie z artykułu, który jest otwarty dostęp:
szybka, dalekosiężna sygnalizacja w roślinach:
streszczenie: zwierzęta wymagają szybkich, dalekosiężnych sieci sygnalizacji molekularnej, aby zintegrować wykrywanie i reakcję w całym ciele., Glutaminian aminokwasu działa jako pobudzający neuroprzekaźnik w ośrodkowym układzie nerwowym kręgowców, ułatwiając wymianę informacji na dalekie odległości poprzez aktywację kanałów receptora glutaminianu. Podobnie, rośliny wyczuwają lokalne sygnały, takie jak atak roślinożerców, i przekazują te informacje w całym ciele rośliny, aby szybko aktywować reakcje obronne w nieuszkodzonych częściach. Tutaj pokazujemy, że glutaminian jest sygnałem rany u roślin., Kanały jonowe z rodziny receptorów glutaminianowych działają jak czujniki, które przekształcają ten sygnał w wzrost wewnątrzkomórkowego stężenia jonów wapnia, który propaguje się do odległych narządów, gdzie indukowane są reakcje obronne.
Masatsugu Toyota, Dirk Spencer, Satoe Sawai-Toyota, Wang Jiaqi, Tong Zhang, Abraham J. Koo, Gregg A. Howe … , „glutaminian triggers long-distance, calcium-based plant defense signaling” at Science (paywall)
Zobacz także: czy rośliny mogą być tak inteligentne jak zwierzęta?, Dążąc do rozwoju i wzrostu, rośliny komunikują się szeroko, bez umysłu lub mózgu
I
Ewolucja wydaje się zbliżać do celów—ale w kategoriach Darwinowskich, czy to możliwe? Zastosowanie glutaminianu jako neuroprzekaźnika jest przykładem konwergencji między ssakami a roślinami.
Leave a Reply