Wenn ein Blatt der Pflanze beschädigt ist, werden Signale über die Bedrohung an andere Teile der Pflanze übertragen, indem der Kalziumspiegel in den Zellen geändert wird.
Wenn eine Mücke in Ihre Schulter beißt, bürsten Sie sie sofort weg und versuchen, einen weiteren Stich zu verhindern. Pflanzen können dies nicht, aber wie Wissenschaftler herausgefunden haben, können sie ihre noch nicht "angegriffenen" Teile vor einer drohenden Bedrohung warnen.
Ein internationales Forscherteam aus Japan und den USA hat nachgewiesen, dass bei einer Schädigung eines Pflanzenteils das darin enthaltene Glutamat die Kalziumsignale in den Zellen auslöst. Dies wird zu einer Art Warnsystem für andere Anlagenteile vor Schäden. Die Forschung wird in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
Es ist bekannt, dass Pflanzen, obwohl sie nicht wie Tiere ein zentrales Nervensystem haben, auf Reize reagieren und elektrische Signale im Körper verteilen können, die Nervenimpulsen ähneln. Die Tatsache, dass Pflanzenzellen in der Lage sind, ein elektrisches Signal zu erzeugen, wurde erstmals vor etwa einem Jahrhundert vom indischen Wissenschaftler Jagadish Chandra Bose entdeckt.
Interessanterweise können Pflanzen als Reaktion auf Reize äußere Manifestationen zeigen. Ändern Sie beispielsweise Ihre Ausrichtung im Raum. Das Phänomen, wenn sich eine Pflanze zu einer Lichtquelle biegt, wird als Phototropismus bezeichnet. Es gibt ein bekannteres Beispiel, wenn Teile einer Pflanze auf Temperaturänderungen reagieren: zum Beispiel Mimosen, rollende Blätter in der Kälte. Diese Reaktion nennt man Thermotropismus.
Forscher aus Japan und den USA untersuchten, wie sich die Schwerkraft auf eine Pflanze in der Kohlfamilie der Arabidopsis auswirkt. Um herauszufinden, wie sich der Kalziumspiegel in Pflanzenzellen unter verschiedenen Bedingungen ändert, beobachteten die Wissenschaftler markierte Proteine, die die Fluoreszenzintensität ändern, wenn sich die Kalziumkonzentration ändert. Während der Studie wurde versehentlich ein interessantes Phänomen entdeckt: Wenn ein Teil einer Pflanze, beispielsweise ein Blatt, beschädigt wurde, breitete sich ein fluoreszierendes Leuchten über den Rest der Teile aus, was darauf hinweist, dass eine Kalziumsignalisierung stattfand, dh eine sequentielle Änderung der Kalziumkonzentration in den Zellen. Dieser Vorgang wird im folgenden Video festgehalten.
Es stellte sich heraus, dass der Kalziumspiegel in Pflanzenzellen durch Glutamat gesteuert wird - gleichzeitig spielt es die Rolle eines exzitatorischen Neurotransmitters im Nervensystem von Tieren. Somit erwiesen sich die Signalsysteme als unglaublich ähnlich, obwohl sich in Pflanzen elektrische Signale viel langsamer bewegen als Nervenimpulse. Diese Geschwindigkeit reicht jedoch aus, damit entfernte Pflanzenteile Zeit haben, den mit dem Schutz verbundenen Hormonspiegel zu erhöhen. So bereiten sich Pflanzen auf zukünftige Bedrohungen vor.
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Ksenia Murasheva
