Ургамлын нейробиологи: ургамал юу гэж боддог вэ?

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Ургамалд тархи, мэдрэлийн эсүүд байдаггүй бөгөөд амьтадтай харьцуулахад тэд мэдрэмжгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч биологичид олон эсийн организмын энэ бүлгийн төлөөлөгчид гаднаас мэдээлэл хүлээн авч, боловсруулдаг, химийн дохио ашиглан хоорондоо харилцаж чаддаг гэдгийг биологичид мэддэг.

Ургамлын "оюун ухаан" -ын талаар ярих нь зүйтэй болов уу?

Мэдрэл, тархийг юу орлуулах вэ

Анемон царс модны нарийхан цагаан цэцэг нь дунд бүсийн ойн чимэглэл юм. Нарлаг өдөр ид өрнөж байгаа ч түүний дэлбээнүүд эвхэгддэг нь ховор биш юм. Тиймээс бороо орохыг хүлээ. Цэцгийг арилгаснаар жижиг ургамал нь ус, салхинаас хамгаалдаг.

Ургамлын ертөнцөд цаг агаарын өөрчлөлтөд дасан зохицох, хортон шавьжнаас өөрийгөө хамгаалах, шархыг эдгээх, шим тэжээлийг газар дээр нь авах зэрэг олон механизм байдаг.

Ургамлын мэдрэхүйн эрхтнүүд нь тусгай рецептор эсүүд, цахилгаан дохиог дамжуулдаг эсийн мембран дахь ионы суваг, мэдрэлийн эсийн зарим шинж чанартай тусгай биетүүд юм.

Биеийн янз бүрийн хэсгүүдийн хооронд мэдээлэл солилцохын тулд янз бүрийн зуучлагч нэгдлүүдийг үйлдвэрлэдэг: гормон, химийн нэгдлүүд, жижиг кодчилдоггүй РНХ. Эдгээр бүх механизм нь ургамлын мэдрэхүй, мэдрэлийн системийг амжилттай орлуулдаг.

Ургамлын мэдрэхүйн мэдрэмжийг 1970-аад он хүртэл идэвхтэй судалж, дараа нь аажмаар алга болжээ.

2005 онд Флоренцийн Их Сургуулийн (Итали) Стефано Мансуко, Боннын Их Сургуулийн (Герман) Франтишек Балушка нар ургамлын "тагнуулын" талаар маш их мэдээлэл байгаа бөгөөд энэ чиглэлийг идэвхжүүлэх цаг болсон гэж шийджээ.

Тэд үүнийг "ургамлын мэдрэл судлал" гэж нэрлэдэг. Мэдээжийн хэрэг, энэ бол зүйрлэл юм - бид гадны өдөөлтөд үзүүлэх хариу үйлдэл, хариу үйлдлийг судлах тухай ярьж байна.

Ургамлын нейробиологийн дагалдагчид бид ургамлын ертөнцтэй холбоотойгоор санах ой, мэдээллийг хуримтлуулах, хадгалах, боловсруулах систем, түүнчлэн шийдвэр гаргах механизмын талаар ярьж болно гэж үздэг. Зарим эрдэмтдийн үзэж байгаагаар энэ нь амьтдын адил тархи, мэдрэлийн систем шаарддаггүй.

Шинжлэх ухааны нийгэмлэг бүхэлдээ энэ талбарт шүүмжлэлтэй ханддаг. Үүний зэрэгцээ ургамлын харилцаа холбоо, дохиоллын системийн ажил одоо шинжлэх ухааны тэргүүн эгнээнд байна.

Нуга нийтийн орон сууц

Сүүлийн жилүүдэд хийгдсэн томоохон нээлтүүдийн нэг бол ургамал хөршүүдээ таних чадвартай болсон явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд тэд өндөр цацрагийн улаан гэрэл, химийн дохио, хоёрдогч метаболитыг ашигладаг.

Хүрээлэн буй зүйлийн талаархи мэдлэг нь ургамлыг амьд үлдэхэд тусалдаг: сүүдэрлэхээс зайлсхийх, дайснуудаас хамгаалах, хамгийн сайн хоолыг сонгох.

Ургамал химийн нэгдлүүдийг мэдэрдэг - бид үүнийг хөрш зэргэлдээх зүйлүүдийн үнэр гэж нэрлэдэг. Тэд агаараар, газар доор үндэсээр дамждаг.

Хятадын эрдэмтэд "Nature Communications" сэтгүүлд улаан буудайтай хийсэн туршилтын үр дүнг иш татжээ. Судалгаанаас үзэхэд энэ ургамал нь үндсээр нь зэрэгцэн ургадаг зуу орчим төрлийн зүйлийн үнэрийг ялгаж чаддаг.

Үүний хариуд энэ нь харилцааг зохицуулахын тулд өөрийн бодисыг ялгаруулдаг - жишээлбэл, ойролцоо өрсөлдөгчид байвал антибиотик гэх мэт. Үүний үр дүнд улаан буудай нь тэдний өсөлтийг саатуулдаг.

Мэдээжийн хэрэг, химийн харилцааны энэ арга нь амьтдын үнэрлэх мэдрэмжтэй адилгүй, гэхдээ ургамал нь зөвхөн үнэрийг ялгаруулж зогсохгүй бас мэдэрч чаддаг.

Жишээлбэл, шимэгч хорхойт ургамал нь дэгдэмхий элементүүдээр эзэн ургамлыг олж, түүний чиглэлд сунадаг.

Хортон шавьжаар шархадсан шарилж нь хамаатан садандаа үнэртэх аюулаас сэрэмжлүүлдэг.

Олон наст өвслөг алтан саваа нь эмийг уруу татдаг алаг ялааны эрчүүдээс ялгардаг химийн нэгдлүүдийг (феромон) өөрөө мэдрэх чадвартай. Ургамал дээр хуримтлагдсан ялаа авгалдай нь цөсний хэлбэрээр өвчин үүсгэдэг - том бөмбөг.

Эрдэмтэд алтан саваа нь ялаа үнэртэж, дархлааг бэхжүүлж, зайлшгүй өвчинтэй тэмцэхэд тусалдаг гэж үздэг. Үүнийг хийхийн тулд өвсний навч нь хортон шавьжийг няцааж, эд эсийн гэмтлийг эдгээхэд тусалдаг жасмоны хүчлийн агууламжийг нэмэгдүүлдэг.

Сайхан сонсогдож байна

1970 онд АНУ-д Питер Томпкинс, Кристофер Берд нарын "Ургамлын нууц амьдрал" ном хэвлэгджээ. Үүнд шинжлэх ухааны баримтад найдахгүйгээр цэцэг, модны тухай маш олон гайхалтай мэдээллийг өгсөн. Жишээлбэл, ургамал тэдний дэргэд өндөг хагарвал стресст ордог, хулуу нь хадны чимээ гарвал чанга яригчаас хазайдаг гэж ярьдаг.

Өнөө үед ургамлын дуу чимээг хүлээн авах талаар олон баримтууд хуримтлагдсан. 2014 онд Миссуригийн Их Сургуулийн (АНУ) эрдэмтэд Арабидопсис (Тал резуховидка) хэмээх жижиг өвслөг ургамалд гинжит зажлах чимээг ашиглан нөлөөлсөн байна.

Энэ нь ургамлын навч дахь антоцианин (ягаан будагч бодис) ба глюкозинолат (гашуун) агууламжийг нэмэгдүүлдэг нь тогтоогджээ. Туршлагаас харахад резуковидка нь навч зажлах, салхилах, шавьжны жиргээнээс үүдэлтэй агаарын чичиргээнд өөр өөр хариу үйлдэл үзүүлдэг.

Миссисипи их сургуулийн эрдэмтэд саяхан шар буурцаг, түүн дээр амьдардаг шавжнууд болох хатагтай, буурцагны aphids-тэй туршилт хийжээ. Тэдэнд хотын дуу чимээ, трактор, рок-н ролл зэрэг янз бүрийн төрлийн дуу чимээ нөлөөлсөн. Хоёр долоо хоногийн дараа ургамлын биомасс хяналттай харьцуулахад буурсан байна.

Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд чулуулаг ургамлыг шууд дардаг гэдэгт итгэх хандлагатай байдаггүй. Харин хортон шавьжид ямар нэгэн байдлаар нөлөөлсөн нь тэдний үйл ажиллагааг эрчимжүүлсэн.