Natura bywa naprawdę zaskakująca. Nikogo nie powinno dziwić to, że zwierzęta potrafią się ze sobą komunikować. Jednak dość nietypowym faktem jest również to, że umiejętność komunikacji mają również rośliny. Zobacz, w jaki sposób wysyłają i odbierają one informacje między sobą. Badacze z Japonii odkryli sposób, dzięki któremu rośliny odpowiadają na wieści o zagrożeniu.
To, że rośliny potrafią się ze sobą komunikować, jest zjawiskiem odkrytym przez badaczy w latach 80-tych ubiegłego wieku. Jednak nie robią tego tak, jak inne organizmy. Nie wykorzystują drgań, ale posługują się emitowaniem związków lotnych, które unosząc się w powietrze, informuje inne rośliny np. o potencjalnym zagrożeniu.
Związki organiczne (LZO) są uwalniane przez kwiaty, liście, a nawet korzenie. Mimo że mamy do czynienia z różnorodnymi związkami organicznymi, to naukowcy sklasyfikowali ten zapach jako kairomon. Zaskakujące jest to, że rośliny komunikują się w ten sposób nie tylko między innymi osobnikami tego samego gatunku. Jest to także sposób przekazywania sobie informacji między różnymi gatunkami, a nawet mikroorganizmami, które nie zaliczają się do świata roślin.
Rośliny, które odbierają taką informację, jest na przykład w stanie wzmocnić swoje ściany komórkowe, czy też wytworzyć specjalne związki chemiczne, które mają na celu odstraszenie ewentualnych szkodników. Innym sposobem na radzenie sobie ze szkodnikami lub zagrożeniem, jest zwiększenie podaży sprzyjających mikroorganizmów przez korzenie. W ten sposób roślina ma na celu zwiększyć swoją odporność, a także stymulować wzrost i rozwój. Zobacz, w jaki sposób pozbyć się gąsienic na bukszpanie.
Japończycy odkryli sposób, w jaki rośliny odpowiadają na informację o zagrożeniu
Pierwszy raz komunikowanie się roślin dzięki wydzielaniu związków lotnych (LZO) zostało odkryte w 1983 r. Jednak przez lata nie było wiadomo, jak inne osobniki odpowiadają na tego typu informacje o uszkodzeniach mechanicznych czy też ataku szkodników. Całemu procesowi przyjrzeli się naukowcy z Uniwersytetu Saitama w Japonii. Badacze pod przewodnictwem profesora Masatsugu Toyoty opublikowali swoje wyniki w piśmie naukowym “Nature Communications”.
Niesamowitym odkryciem było nagranie komunikacji między roślinami. Na nagraniu widoczne jest, to jak roślina wchłania substancje organiczne LZO, a następnie reaktywuje swoje reakcje zwiększające odporność lub wydzielając obronne toksyny. Jest to niesamowite odkrycie, ponieważ dzięki niemu wiemy dokładnie, co dzieje się z rośliną w czasie rzeczywistym, gdy otrzymuje ona informację od innego osobnika o potencjalnym zagrożeniu.
Udało się nagrać rozmowę roślin, a także ich reakcję na potencjalne zagrożenie, fot. vxnaghiyev
Nowatorska metoda badania “rozmowy” roślin
Chociaż już od 40 lat było wiadomo, że rośliny wysyłają sobie pewne sygnały w postaci związków lotnych, to do tej pory tajemnicą było, w jaki sposób inne osobniki reagują na zdobyte informacje. Japońscy naukowcy w celu zbadania całego procesu posłużyli się m.in. mikroskopem fluorescencyjnym. Jednak takie narzędzie nie wystarczyło do zarejestrowania reakcji rośliny. Dlatego konieczne było również zbudowanie specjalnej pompy, która służy do przenoszenia związków lotnych na zdrowe osobniki. Te dwa urządzenia pozwoliły na nagranie rzeczywistej reakcji roślin, które jeszcze dodatkowo zostały zmodyfikowane genetycznie.
Był to niezbędny warunek, aby wychwycić jony wapnia, których to właśnie zwiększone stężenie powoduje pobudzenie u roślin reakcji obronnych. Aby to było możliwe, rośliny musiały wykazywać się umiejętnością świecenia w ciemności na zielono. Dokładny eksperyment przeprowadzono na liściach pomidorów, na których umieszczono szkodniki, czyli gąsienice ćmy (Spodoptera litura).
Następnie naukowcy obserwowali, jak rosnące w sąsiedztwie zdrowe osobniki rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana), reagują na pozyskane przez pomidory substancje lotne LZO. Badaczom udało się zarejestrować niesamowitą reakcję polegającą na zmianie stężenia jonów wapnia na nieuszkodzonych jeszcze liściach rzodkiewnika pospolitego. Natomiast dzięki mikroskopowi fluorescencyjnemu udało się zobaczyć to w czasie rzeczywistym. Zobacz, w jaki sposób zwalczać choroby atakujące drzewa pestkowe.
Oddziaływanie związków lotnych LZO na klimat
Okazuje się, że emitowane związki eteryczne LZO przez rośliny, mają swój udział nie tylko w komunikacji z innymi roślinami, ale również wpływają na klimat. Co ciekawe, związki lotne mają wpływ pozytywny i również negatywny. Wśród niekorzystnych oddziaływań, zalicza się zmiana składu dolnej części atmosfery. Obecnie określono ponad tysiąc różnych związków LZO, wśród których wymienia się trzy najważniejsze: biogeniczny izopren, monoterpeny, a także seskwiterpeny.
Działaniem, jakim wykazuje się izopren, jest produkcja ozonu. Takie zjawisko jest odnotowywane szczególnie w aglomeracjach miejskich. Jednak muszą ku temu przyczynić się pewne czynniki, takie jak fala upałów, czy też konkretne gatunki drzew. Dlatego niekorzystnym efektem LZO może być smog ozonowy, który najczęściej jest odnotowywany w miastach takich jak Los Angeles. Nie zmienia to jednak faktu, iż korzyści roślinności w miastach, jest zdecydowanie więcej.
