Čak i bez živaca, biljke mogu da osete kada ih nešto dodirne i kada ih pusti, otkrila je studija koju je predvodio Univerzitet u Vašingtonu.
U setu eksperimenata, pojedinačne biljne ćelije su reagovale na dodir veoma fine staklene šipke slanjem sporih talasa kalcijumovih signala drugim biljnim ćelijama, a kada je taj pritisak bio oslobođen, slale su mnogo brže talase. Dok naučnici znaju da biljke mogu da reaguju na dodir, ova studija pokazuje da biljne ćelije šalju različite signale kada se dodir pokrene i završi.
„Prilično je iznenađujuće koliko su biljne ćelije fino osetljive – da mogu da razlikuju kada ih nešto dodirne. Osećaju pritisak, a kada se on oslobodi, osećaju pad pritiska“, rekao je Majkl Knoblauh, profesor bioloških nauka VSU i viši autor studije u časopisu Nature Plants . „Iznenađujuće je da biljke to mogu učiniti na sasvim drugačiji način od životinja, bez nervnih ćelija i na zaista finom nivou.
Knoblauh i njegove kolege sproveli su set od 84 eksperimenta na 12 biljaka koristeći biljke thale kresa i duvana koje su posebno uzgajane da uključuju senzore za kalcijum, relativno novu tehnologiju. Nakon što su delove ovih biljaka stavili pod mikroskop, primenili su blagi dodir na pojedinačne biljne ćelije pomoću mikro-konzole, u suštini malenog staklenog štapića veličine ljudske kose. Videli su mnogo složenih odgovora u zavisnosti od sile i trajanja dodira, ali je razlika između dodira i njegovog uklanjanja bila jasna. Mikroskopski pogled na ono što se dešava kada se jedna ćelija biljke thale kres dotakne finom staklenom šipkom. Kada se dodir prvi put primeni (01:33), ćelija šalje spori kalcijum signalni talas drugim ćelijama. Kada se dodir otpusti, stvara se brži talas (06:53).
U roku od 30 sekundi od primenjenog dodira na ćeliju, istraživači su videli spore talase jona kalcijuma, nazvane citosolni kalcijum, koji putuju iz te ćelije kroz susedne biljne ćelije, u trajanju od tri do pet minuta. Uklanjanje dodira pokazalo je skoro trenutni skup bržih talasa koji su se raspršili za minut.
Autori veruju da su ovi talasi verovatno posledica promene pritiska unutar ćelije. Za razliku od životinjskih ćelija sa propusnim membranama, biljne ćelije takođe imaju jake ćelijske zidove koji se ne mogu lako probiti, pa će samo lagani dodir privremeno povećati pritisak u biljnoj ćeliji.
Istraživači su mehanički testirali teoriju pritiska umetanjem male staklene kapilarne sonde za pritisak u biljnu ćeliju. Povećanje i smanjenje pritiska unutar ćelije rezultiralo je sličnim kalcijumskim talasima izazvanim početkom i zaustavljanjem dodira.
„Ljudi i životinje osećaju dodir kroz senzorne ćelije. Čini se da je mehanizam u biljkama preko ovog povećanja ili smanjenja unutrašnjeg ćelijskog pritiska“, rekao je Knoblauch. „I nije važno koja je ćelija. Nama ljudima su možda potrebne nervne ćelije, ali u biljkama, svaka ćelija na površini to može da uradi.“ Mikroskopski pogled na ono što se dešava kada se jedna ćelija biljke thale kres dotakne finom staklenom šipkom. Kada se dodir prvi put primeni (01:33), ćelija šalje spori kalcijum signalni talas drugim ćelijama. Kada se dodir otpusti, stvara se brži talas (06:45).
Prethodna istraživanja su pokazala da kada štetočina poput gusenice ugrize list biljke, može pokrenuti odbrambene reakcije biljke kao što je oslobađanje hemikalija koje čine lišće manje ukusnim ili čak toksičnim za štetočine. Ranija studija je takođe otkrila da četkanje biljke pokreće talase kalcijuma koji aktiviraju različite gene.
Sadašnja studija je bila u stanju da razlikuje talase kalcijuma između dodira i otpuštanja, ali ostaje da se vidi kako tačno geni biljke reaguju na te signale. Sa novim tehnologijama kao što su senzori kalcijuma koji se koriste u ovoj studiji, naučnici mogu da počnu da otkrivaju tu misteriju, rekao je Knoblauch.
„U budućim studijama, moramo da aktiviramo signal na drugačiji način nego što je to urađeno ranije da bismo znali koji signal, ako dodir ili otpuštanje, pokreće nizvodno događaje“, rekao je on.
