Fascynujący film. Nagrali, jak rośliny ze sobą rozmawiają
O tym, że rośliny potrafią ze sobą rozmawiać, wiemy już od lat osiemdziesiątych XX w., kiedy po raz pierwszy udało się to stwierdzić. Teraz jednak Japończycy zdołali nagrać i pokazać, w jaki sposób to robią. Efekt jest niesamowity. Okazuje się, że rośliny cały czas otoczone są mgiełką chemicznych związków, które przenoszą komunikaty.
To był spory wstrząs dla ludzi i naukowców, gdy dowiedzieli się, że rośliny także się komunikują ze sobą. Ich język jest inny niż w wypadku zwierząt, nie mówiąc o ludziach, ale rośliny także potrafią przekazywać sobie informacje, chociażby ostrzeżenia o pożarze, o inwazji owadów, o braku wody, nawet o wycince. Od lat osiemdziesiątych, a zatem przez niemal pół wieku, botanicy odkryli zdolność komunikowania się u około 80 gatunków roślin.
Teraz jednak zespół japońskich badaczy zastosował dzięki m.in. mikroskopowi fluorescencyjnemu techniki obrazowania tej komunikacji roślinnej w czasie rzeczywistym.
Japończycy chcieli odkryć, w jaki sposób rośliny odbierają alarmy i reagują na nie oraz jak roślinne informacje rozchodzą się w powietrzu. To była duża luka w naszym rozumieniu rozmów roślin, to znaczy wiedzieliśmy, w jaki sposób rośliny wysyłają wiadomości, ale nie mieliśmy pojęcia, jak je odbierają.
Tak wygląda film, który japońscy badacze Yuri Aratani i Takuya Uemura, biolodzy molekularni z Uniwersytetu w Saitamie w Japonii, uzyskali podczas swych eksperymentów:
Japończycy na Uniwersytecie w Saitamie zbudowali urządzenie do przenoszenia związków emitowanych przez zaatakowane przez owady rośliny na nieuszkodzone sąsiadki. Dołożyli do tego mikroskop fluorescencyjny, aby obserwować, co się dzieje. Badanie opublikowano w czasopiśmie "Nature Communications".
Roślinami były bardzo dobrze znane rzodkiewniki pospolite, które w badaniach laboratoryjnych są wykorzystywane najczęściej, porównywalnie do myszy, szczurów czy muszek owocówek, a owady to gąsienice motyli z rodzaju światłówek, a dokładnie z występującego w Japonii gatunku Spodoptera litura.
Rosnący także w Polsce rzodkiewnik jest pospolitym chwatem z rodziny kapustowatych rosnącym niemal wszędzie (aczkolwiek uważa się, że nie jest naszą rodzimą rośliną i zajął tereny Polski dopiero w średniowieczu). Japończycy znaleźli go po prostu na grządkach, między pomidorami. Użyli także mimozy wstydliwej, która jest bardzo wrażliwa na bodźce zewnętrzne, w tym dotyk.
Wiemy już, jak rośliny ze sobą rozmawiają
Rośliny te zostały jednak w ramach badania zmodyfikowane genetycznie, gdyż ich komórki zawierały biosensor, który fluoryzował na zielono, gdy wykrywał napływ jonów wapnia. Te jony są używane jako przekaźniki informacji także w ludzkich komórkach.
Ponadto rośliny umieszczono w kloszach, które sprawiały, że mgiełka związków chemicznych wokół nich miała większe stężenie. Obserwacje wykazały, że rośliny uwalniają informacje do tej mgiełki w zasadzie w kilka sekund po ataku gąsienic.
Na filmie widać, jak nieuszkodzone rośliny wyraźnie odbierały sygnały od swoich zaatakowanych sąsiadów, odpowiadając impulsami wapnia, które falowały na ich rozciągniętych liściach jako dowód na odbiór komunikatu. Wrażenie jest niesamowite. Rośliny po prostu rozmawiały o zagrożeniu.
Na powierzchni roślin znajdują się komórki mezofilu, czyli tkanki roślinnej występującej w blaszce liściowej, między górną a dolną epidermą. Stanowią one wewnętrzną tkankę liści, a komórki epidermy to najbardziej zewnętrzna warstwa. I to właśnie komórki mezofilu przechwyciły wiadomość wysłaną przez aparaty szparkowe roślin.
Co więcej, zatkanie aparatów szparkowych roślin fitohormonem znacznie zmniejszyło sygnalizację wapniową, co sugeruje, że to one są stacją nadawczą.
