נוירוביולוגיה של צמחים: מה חושבים הצמחים?

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

לצמחים אין מוח ותאי עצב; בהשוואה לבעלי חיים, נראה שהם חסרי רגישות. עם זאת, ביולוגים יודעים שנציגים של קבוצה זו של אורגניזמים רב-תאיים מקבלים מידע מבחוץ ומעבדים אותו, הם יכולים לתקשר זה עם זה באמצעות אותות כימיים.

האם כדאי לדבר על "אינטליגנציה" של צמחים?

מה יחליף את העצבים והמוח

פרחים לבנים עדינים של כלנית עץ האלון הם הקישוט של היערות של האזור האמצעי. זה לא נדיר לראות את עלי הכותרת שלה מתקפלים זה לזה, למרות שיום השמש בעיצומו. אז חכו לגשם. על ידי הסרת הפרחים, הצמח הקטן מגן עליהם מפני מים ומשבי רוח.

בעולם הצמחייה ישנם מנגנונים רבים כאלו להסתגל לתנאי מזג אוויר משתנים, להתגונן מפני מזיקים, לרפא פצעים ולהשיג חומרי הזנה במקום.

איברי התפיסה בצמחים הם תאי קולטן מיוחדים, תעלות יונים בקרומי התא המעבירות אותות חשמליים, גופים מיוחדים שיש להם כמה תכונות של נוירונים.

כדי להחליף מידע בין חלקים שונים בגוף, מייצרים תרכובות מתווך שונות: הורמונים, תרכובות כימיות, RNA קטנים שאינם מקודדים. כל המנגנונים הללו מחליפים בהצלחה את החושים ואת מערכת העצבים לצמחים.

תפיסה חושית של צמחים נחקרה באופן פעיל עד שנות ה-70 של המאה הקודמת, ולאחר מכן התפוגגה בהדרגה.

בשנת 2005, סטפנו מנסוקו מאוניברסיטת פירנצה (איטליה) ופרנטישק בלושקה מאוניברסיטת בון (גרמניה) החליטו שיש הרבה נתונים על ה"אינטליגנציה" של הצמחים והגיע הזמן להפעיל את הכיוון הזה.

הם קראו לזה "מדעי המוח בצמחים". כמובן שזו מטאפורה – אנחנו מדברים על חקר תגובות ותגובות לגירויים חיצוניים.

חסידי הנוירוביולוגיה של הצמחים מאמינים שביחס לפלורה אפשר לדבר על זיכרון, מערכת הצטברות, אחסון ועיבוד המידע וכן על מנגנון קבלת ההחלטות. לדברי כמה מדענים, זה לא מצריך מוח ומערכת עצבים, כמו אצל בעלי חיים.

הקהילה המדעית בכללותה ביקורתית כלפי תחום זה. במקביל, העבודה בתחום מערכות התקשורת והאותות של הצמחים נמצאת כיום בחזית המדע.

דירה משותפת באחו

אחת התגליות המרכזיות של השנים האחרונות היא שצמחים מסוגלים לזהות את שכניהם. לשם כך, הם משתמשים באור אדום בקרן גבוהה, באותות כימיים, במטבוליטים משניים.

הכרת המינים שמסביב עוזרת לצמח לשרוד: להימנע מצל, להתגונן מפני אויבים, לבחור את המזון הטוב ביותר.

צמחים קולטים תרכובות כימיות - מה שאנו מכנים ריחות ממינים שכנים. הם מועברים דרך האוויר ומתחת לאדמה על ידי שורשים.

מדענים סינים בכתב העת Nature Communications מצטטים תוצאות של ניסויים בחיטה. מחקרים הראו שצמח זה מבחין בין ריחות של כמאה מינים שונים הגדלים זה לצד זה דרך השורשים.

בתגובה, הוא משחרר חומרים משלו כדי לווסת את מערכת היחסים - למשל, משהו כמו אנטיביוטיקה אם יש מתחרים בקרבת מקום. כתוצאה מכך, החיטה מעכבת את צמיחתן.

כמובן, שיטה זו של תקשורת כימית אינה מקבילה לחוש הריח בבעלי חיים, אבל צמחים יכולים בהחלט לא רק לפלוט, אלא גם לתפוס ריחות.

לדוגמא, הנקבה הטפילית, משתמטת, מוצאת את הצמח המארח על ידי יסודות נדיפים ונמתחת לכיוונו.

לענה שנפצעה על ידי מזיקים מזהירה את קרובי המשפחה מפני הסכנה של ריח מוגבר.

העשב רב-שנתי הזהב מסוגל לקלוט בעצמו תרכובות כימיות (פרומונים) המופרשות על ידי זכרי הזבוב המגוון המפתים את הנקבה.זחל זבוב המופקד על צמח גורם למחלה בצורת מרה - כדור גדול.

מדענים הציעו כי ערווה זהב מריח זבובים ומחזק את המערכת החיסונית כדי להדוף את המחלה הבלתי נמנעת. לשם כך, עלי הדשא מגבירים את תכולת החומצה היסמונית, הדוחה מזיקים ומסייעת בריפוי נזקים לרקמות.

שמיעה טובה

בשנת 1970 יצא לאור בארה"ב הספר "החיים הסודיים של הצמחים" מאת פיטר טומפקינס וכריסטופר בירד. בו, מבלי להסתמך על עובדות מדעיות, ניתן הרבה מידע פנטסטי על פרחים ועצים. למשל, נאמר שצמחים נלחצים אם ביצה נשברת בנוכחותם, הדלעת סוטה מהרמקולים אם נשמעים מהם סלע.

כיום, עובדות רבות הצטברו על תפיסת הצלילים על ידי צמחים. בשנת 2014, מדענים מאוניברסיטת מיזורי (ארה ב) השפיעו על עשב קטן, Arabidopsis (Tal rezuhovidka) באמצעות הצליל שזחל לועס אותו.

התברר שהדבר מגביר את תכולת האנתוציאנינים (צבעים סגולים) וגלוקוזינולטים (מרירות) בעלי הצמח. הניסיון הראה שרזוקובידקה מגיבה בצורה שונה לתנודות אוויר הנגרמות על ידי לעיסת עלים, רוח וחרקים מצייצים.

מדענים מאוניברסיטת מיסיסיפי ערכו לאחרונה ניסויים עם פולי סויה וחרקים החיים עליה - פרת משה רבנו וכנימות סויה. הם הושפעו מסוגים שונים של צלילים, כולל רעש העיר, טרקטור, רוקנרול. לאחר שבועיים, הביומסה של הצמח ירדה בהשוואה לבקרה.

עם זאת, מדענים אינם נוטים להאמין שסלע דיכא ישירות צמחים. במקום זאת, הוא השפיע איכשהו על המזיקים, מה שהגביר את פעילותם.