צמחים

צמחים הם גם יצורים רגישים

הפטרייה המיקוריזאלית יוצרת רשתות תת-קרקעיות ענקיות בשורה לשורשים, איתם הצמחים חולקים חומרים מזינים ומזהירים זה את זה במקרה של מחלה.

© Science Source / ImageSelect

בתנועות נינוחות זחל רעב זוחל לאט במעלה גבעול הצמח עד שהוא נמצא באמצע עלה ירוק, בו הוא מניח את שיניו.

זה נראה כמו סצינה שלווה, אך מתחת לפני השטח כל פעמוני האזעקה מצלצלים, והצמח כבר בעיצומו כדי להגן על עצמו מפני התקפת הזחל.

הנשיכה גרמה לאות חשמלי מיונים טעונים חשמליים שמתפשטים במהירות מזירת הפשע לשאר תאי הצמח כדי להזהיר אותם מפני הסכנה הרעבה.

האות מופעל על ידי גלוטמט - חומצת אמינו שפועלת גם כחומר אות במערכת העצבים של היונקים. זה גלוטמט שמתגלה כקטע הפאזל המפתח אותו חיפשו מדענים כל כך הרבה זמן כדי להסביר כיצד חלקים שונים של הצמח יכולים לתקשר זה עם זה כל כך מהר שהם יכולים לשמור מפני התקפות.

VIDEO - צפה כיצד צמח מגיב לנגיס זחל:

זחל מכרסמת מעורר אות

בעזרת חלבון פולט אור בצמחים, החוקרים רואים טבעת סידן מופיעה סביב הנשיכה.

האות זורם לעלה

לאחר כ -66 שניות גל הסידן התפשט בכל העלה, שנותן כעת אור.

מפעל שלם נבהל

לאחר 100 שניות, יוני הסידן מהאזור שנאכל הלכו לחלקים הקיצוניים של הצמח.

הגילוי התרחש במקרה כאשר חוקרים אמריקנים ויפנים, למשל, אוניברסיטאות ויסקונסין בארה"ב וסיטאמה ביפן רצו לאחרונה לחקור כיצד הצמחים מגיבים לכובד.

בנוסף, באופן מפתיע הם מצאו שלצמחים יש סוג של מערכת עצבים הדומה לזו של בני אדם ובעלי חיים - מסקנה שמראה שוב כי חייהם ורשתות התקשורת של חברינו המושרשים הם הרבה יותר מתקדמים ממה שהיינו עד כה חשבתי.

התקפה מעוררת אות

במחקר שפורסם לאחרונה הציבו החוקרים צמחים שעברו שינוי גנטי תחת מיקרוסקופ אור כדי לפקח על רמת יוני הסידן בתאים.

זה משתנה לרוב בתגובה, למשל, למגע, לתנודות טמפרטורה ושינויים בכיוון הכובד. מכיוון שהצמחים טופלו בצורה כזו שהם ייצרו חלבון שנדלק בריכוזי סידן גבוהים, החוקרים הצליחו לעקוב במדויק אחר התגובה במיקרוסקופ.

כאשר המדענים הניחו זחל על הצמחים, הם ראו גל אור מופיע סביב האזור שהוא החל להפיץ, שאחרי כמה שניות התפשט לכל פינת הצמח.

נוצר ארסנל שלם של רעלים כדי להגן על הצמח מפני התקפות נוספות.

אך כאשר החוקרים חסמו את החלבונים על פני התא שתופעלו על ידי גלוטמט, לא היה גל אור שממנו ניתן להסיק כי חומצת האמינו ממלאת תפקיד חשוב בתגובה המהירה של הצמח וההגנה שלו - ממש כמו במערכת העצבים של יונקים, שם גם חומצת האמינו מעבירה אותות בין התאים על ידי פתיחת תעלות יון.

צמחים ישנים, רואים ומאותתים

1 / 4

לא מוגדר

1234

מחקרים מראים שצמחים יכולים לעשות הרבה ממה שחיות עושות. הם יכולים לחוש בסביבתם בעזרת תאים רגישים לאור מיוחדים בעלים, לישון על ידי שינוי מתח הזרע בתאים שלהם ולשוחח זה עם זה על ידי שליחת איתותים כימיים באוויר.

© קן איקדה / Shutterstock

אך למרות שתאים של צמחים ובעלי חיים מתקשרים באמצעות גלוטמט, יש הבדל גדול בתפקוד של שתי המערכות.

צמחים, למשל, בניגוד ליונקים, אין להם תאי עצב אמיתיים והם אינם יכולים לחוש כאב. זה לא כל כך מוזר; אצל בעלי חיים, אות הכאב מציין שהם חייבים לברוח, וצמחים פשוט לא יכולים, ולכן הם לא צריכים להרגיש כאב. יתר על כן, מהירות האותות החשמליים משתנה במידה ניכרת.

במהלך הניסוי שנערך לאחרונה, אות הסידן בצמחים המנופלים התפשט במהירות עליונה של כמילימטר בשנייה, שהוא מהיר במיוחד לצמחים, אך איטי ביותר בהשוואה למהירות האות אצל בעלי חיים, כאשר הזרמים החשמליים מגיעים לעיתים ל -120 מטר בשנייה. לזוז לשניה.

זיכרון ירוק עובד טוב

אך למרות ההבדלים, בעלי חיים וצמחים משתמשים באותו חומר אות לתקשורת בין תאים. וזו לא הפעם הראשונה שהאורגניזמים הרב-תאים הירוקים מפתיעים מדענים עם מאפייני בעלי החיים שלהם.

מספר מחקרים מראים שצמחים יכולים ללמוד ולזכור גם יחד. חוקרים מאוניברסיטת מערב אוסטרליה אילפו צמחי אפונה באותו אופן כמו כלבים, למשל, מקשרים את צליל הפעמון למזון: למידה אסוציאטיבית.

בניסוי הוצבו ייחורים של צמחי האפונה תחת מבוך פשוט של צינור מים עם שתי יציאות. ברגע שהצמחים הגיעו לגובה מסוים הם הגיעו לצומת דרכים שם יוכלו לצמוח בצינור שמאלה או ימינה.

הפטרייה המיקוריזאלית יוצרת רשתות תת-קרקעיות ענקיות בשורה לשורשים, איתם הצמחים חולקים חומרים מזינים ומזהירים זה את זה במקרה של מחלה.

© Science Source / ImageSelect

החוקרים חילקו את הצמחים לשתי קבוצות: קבוצה אחת נחשפה לרוח ממאוורר ואחריה אור כחול מאותו צד של הצינור, בעוד שהקבוצה השנייה קיבלה רוח מצד אחד ואז אור מהצד השני.

מבדיקה שלאחר מכן הראה כי צמחי האפונה בקבוצה הראשונה צמחו לכיוון הרוח, גם כשאין אור.

אז הם למדו מההתנסויות הקודמות שלהם וקשרו את הרוח מהמאוורר לאור. ניסויים עם צמחי מימוזה מאשרים התנהגות זו. צמחים אלו רגישים מאוד למגע וממוטטים במהירות את העלים שלהם כמנגנון הגנה ברגע שנוגעים בהם.

החוקרים הפילו את הצמחים מספר פעמים מגובה של 15 סנטימטרים. בשלוש-ארבע הראשונות הצמחים קיפלו את העלים זה לזה, כצפוי, אך בפעם החמישית הם היססו ואחרי 60 פעמים הם הפסיקו להגיב בכלל.

לצמחים נודע כי הנפילה אינה קטלנית, ולכן הם כבר לא הכניסו אנרגיה להגנה, אפילו לא כאשר החוקרים בדקו אותה שוב כעבור חודש. ואפשר לחשוב שהצמחים היו דלים או מתים, אבל אם הם היו מנערים במרץ, הם עדיין היו מקפלים את העלים זה לזה.

אותות צמחיים

שצמחים יכולים לעשות הרבה יותר ממה שאנחנו חושבים שאינה תיאוריה חדשה.

כבר בשנת 1880, הציע הטבע הטבעי הבריטי צ'ארלס דארווין כי צמחים הם אינטליגנטים ושהגרסה שלהם למוח נמצאת בשורשים - מסקנה שאושרה מספר פעמים, כולל גילוי רשתות התואמות את השורשים, ואשר איתן הצמחים עוזרים זה לזה על ידי שליחת חומרים מזינים ואזהרות דרכם.

צמחים משתמשים באותו חומר אות זהה לזה של בעלי חיים

כאשר נפגע צמח הוא שולח גל חשמל לכל תאיו וסוג של תגובה חיסונית מתחיל. נראה כי המפתח לאות הוא גלוטמט, חומצת אמינו המיוצרת גם על ידי יונקים.

1.

צמח עשב נודע בצמח, המעביר את חומר האות גלוטמט לרקמה הפגועה תוך מספר שניות.

2.

אבק האות דולף אוטומטית מהאזור הפגוע או משתחרר באופן פעיל על ידי התאים כתוצאה מהנזק. משם הגלוטמט זורם למערכת כלי הדם סביבו.

3.

הגלוטמט נקשר עצמו לקולטני הגלוטמט על התאים ופותח את תעלות היונים.

4.

לפתיחת תעלות היון יש השלכה כי סידן יכול לזרום לתאים ופותח תעלות חדשות, כתוצאה מכך יוני הסידן יכולים לנוע קדימה ואחורה בין התאים.

5.

יוני הסידן הטעונים יוצרים גל איתות חשמלי בין התאים ומפעילים מספר אנזימים, המקדם את ייצור הורמון הצומח יסמונאט.

6.

זה מגן על הצמח בכך שהוא מאפשר לכל מיני רעלים מרים להימשך, כמו חומצה טאנית, שעלולה להחמיר את הזחל.

רשתות אלה בשורשים מורכבות מפטריות מיקוריזה, ומסתנן הכולל עלי אדמות מוערך בכ- 30 מיליארד טון.

אחוז גדול ממיני הצומח בכוכב הלכת שלנו עשוי להיות קשור לרשתות יותר מ -400 מיליון שנה. על ידי שליחת איתותים כימיים דרך הרשתות, למשל, צמחים יכולים להזהיר אחד את השני מפני מחלות בסביבה הקרובה, אך הם יכולים גם להעביר פחמימות לעמיתים אחרים שנמצאים בצל ולכן מקבלים מעט מדי אנרגיה מאור השמש.

וגילוי הגלוטמט כחומר אות חשוב בהגנה על הצמחים מפני התקפות מאפשר לנו להבין כיצד הם מתקשרים.

וידאו: חוצה ישראל עם קובי מידן - דניאל חיימוביץ (יָנוּאָר 2020).

רשום פופולרי

קטגוריה צמחים, למאמר הבא

למעלה 5: אילו חיות מזדווגות הכי הרבה זמן?
בעלי חיים

למעלה 5: אילו חיות מזדווגות הכי הרבה זמן?

האדם הוא אחד היונקים הבודדים המקיימים יחסי מין להנאה. מצד שני, בעלי חיים רבים מחזיקים מעמד הרבה יותר מאיתנו. מסיבת מין ממוצעת נמשכת איתנו 5.4 דקות, כך עולה ממחקר. עם זאת, בעלי חיים סופרים בשעות ואפילו בימים. 5. מרשמלו (5-14 שעות) © המוזיאון האוסטרלי חבריהם לגברים מותשים.
קרא עוד
ביולוגים מוצאים 115 מינים חדשים
בעלי חיים

ביולוגים מוצאים 115 מינים חדשים

זוחל דמוי תנין עם ראש כתום, צב שאוכל חלזונות ושומה עם חוטם מוזר. בעלי החיים הם בין 115 המינים החדשים שהקרן העולמית לחיות הבר (WWF) הוסיפה לרשימת החיים על פני האדמה בדו"ח שפורסם לאחרונה. כל המינים החדשים הופיעו בדרום מזרח אסיה באזור סביב נהר המקונג, אחד האזורים בכדור הארץ עם המגוון הביולוגי הגדול ביותר.
קרא עוד
החיות המהירות ביותר בעולם
בעלי חיים

החיות המהירות ביותר בעולם

1. חיה מהירה בעולם: בז בזיק המהירות המרבית: 325 קמ"ש. יתרון: גופו בצורת דמעה. חסרון: איטי כשהוא טס אופקית. בתנועה מהירה, הבז העגול מסובב את ראשו מטה ועושה צלילה. הוא שומר על כנפיו ורגליו קרוב לגופו ומרכיב את נוצות זנבו זה בזה, נותן לו צורת טיפת אווירודינמית ואז צולל אנכית כלפי מטה.
קרא עוד
5 חיות שיזכו בזהב במשחקים האולימפיים
בעלי חיים

5 חיות שיזכו בזהב במשחקים האולימפיים

אלפי הספורטאים האנושיים הטובים ביותר בעולם נמצאים כיום בריו, שם הם מראים מה אנחנו כספורט יכולים לעשות. למרבה המזל אין ספורטאים מהחי. ואז רוב לוחות הזהב היו הולכים לחברים עם ארבע רגליים. הם היכו אותנו כמעט בכל שטח בו עוסקים כוח וסיבולת.
קרא עוד