Małe mózgi pomagają nasionom decydować, kiedy kiełkować

Nasiona roślin mogą wykorzystywać miniaturowe „mózgi” do decydowania, czy wykiełkować teraz, czy czekać na więcej, mówi nowe badanie z University of Birmingham w Anglii. Chociaż mózgi te nie są jak tradycyjna istota szara, używają tej samej architektury do przetwarzania informacji opartych na sygnałach hormonalnych.

Myślący bambus

Jeden ze współautorów badania, George Bassel, mówi, że ludzie podejmują decyzje za pomocą małych grup specjalnych komórek w niektórych obszarach mózgu. Nasiona używają tego samego mechanizmu, co komórki układu nerwowego. Naukowcy doszli do tego wniosku przez fakt, że nasiona kiełkują w najbardziej sprzyjających dla nich warunkach. Aby zrozumieć, na czym opierają tę decyzję, naukowcy stworzyli cyfrowy atlas wszystkich komórek w nasionach rośliny Tal Rezhovidka.

W rezultacie okazało się, że dwa hormony, które odgrywają rolę w kiełkowaniu - giberelina (GA) i kwas abscysynowy (ABA) - są wytwarzane na wierzchołku korzenia nasion. Hormon GA odpowiada za polecenie „nie rosnąć”, a hormon ABA - za polecenie „naprzód”. Pomiędzy dwoma sekcjami komórek wytwarzających te hormony sygnały nieustannie przechodziły wzdłuż zasady przeciągania liny. Początkowo hormon GA był silniejszy, a nasiona cierpliwie czekały na bardziej sprzyjające warunki. W miarę poprawy warunków sygnały z sekcji ABA stawały się silniejsze, w wyniku czego nastąpił krytyczny moment, po którym nasiona wykiełkowały.

Korzenie umysłu

Na podobnej zasadzie działa ludzki mózg. W strefie ruchowej ludzkiej kory mózgowej dwa oddzielne regiony inicjują sygnał „iść” lub „nie”, co ułatwia lub uniemożliwia podjęcie decyzji. Podobny mechanizm istnieje u zwierząt.

Najciekawsze w tym jest to, że te mechanizmy u zwierząt i roślin pojawiły się niezależnie od siebie: ich ostatnim wspólnym przodkiem był jednokomórkowy organizm podobny do alg, który żył 1,6 miliarda lat temu i najwyraźniej nie byli w stanie przyjąć z niego tak złożonej aktywności nerwowej.

Naukowcy wcześniej potwierdzili pomysł „myślenia” o roślinach. Badania wykazały, że sadzonki przyciągają dźwięki o określonych częstotliwościach lub przyspieszają ich wzrost, jeśli w pobliżu znajdują się konkurencyjne gatunki. A wyniki eksperymentów z 2007 r. Wskazują, że rośliny mogą komunikować się ze sobą, gdy w pobliżu jest niebezpieczeństwo.

W trakcie eksperymentów z nasionami zespół był w stanie zmienić aktywność hormonów i wykazał, że manipulując poziomem i częstotliwością przekazywania sygnałów hormonalnych można kontrolować kiełkowanie. Stwarza to ogromne możliwości w hodowli odmian roślin, które są bardziej odporne na przejawy zewnętrzne.