Naukowcy odkryli u roślin „mózg”, który kontroluje rozwój nasion

Brytyjscy naukowcy odkryli, że mała grupa komórek w nasionach działa w podobny sposób, jak ludzki mózg. Dzięki nim roślina zdolna jest m.in. do oceny warunków środowiskowych otoczenia.

Do tej pory sądzono, że kiełkowanie roślin jest procesem czysto mechanicznym, napędzanym wyłącznie przez bodźce zewnętrzne. Sam materiał siewny nie ma w tej sprawie nic do powiedzenia. Tymczasem uczeni z University of Birmingham w badaniach opublikowanych na łamach prestiżowego pisma „Proceedings of the National Academy of Science” sugerują, że znaleźli swoiste centrum decyzyjne u roślin.

Moment, w którym nasiona mają zacząć kiełkować jest bardzo ważny. Jeśli zaczną kiełkować za wcześnie, mogą ulec zniszczeniu w trudnych, jeszcze niemal zimowych warunkach. Jeśli wystąpi to za późno, roślina może być wyprzedzona przez konkurencję. Ten kompromis pomiędzy szybkością a dokładnością jest kontrolowany przez małą grupę komórek znajdujących się w zarodku.

Ten swoisty „mózg” składa się z dwóch rodzajów komórek. Pierwsze z nich odpowiadają za przechowywanie nasion, utrzymując je w uśpieniu, drugie za ich kiełkowanie. Te dwie grupy komórek komunikują się ze sobą za pomocą hormonów i działają wspólnie, jak ośrodek decyzyjny. To analogiczny mechanizm do tego, który jest używany przez nasze własne mózgi.

Brytyjscy uczeni prowadzili badania na rzodkiewniku, pospolitej roślinie należącej do kapustowatych. Skorzystali oni z genetycznie zmodyfikowanej odmiany rośliny, która miała wzmocnioną sygnalizację chemiczną. Podczas analizy badacze wykazali, że komunikacja tych dwóch grup komórek prowadzi do „podjęcia decyzji” o tym, kiedy kiełkować. Interakcje między komórkami pozwalały na większą kontrolę czasu kiełkowania, zapewniając, by proces ten nie rozpoczął się zbyt wcześnie lub za późno.

– Nasza praca ujawnia istotne rozdzielenie między składnikami wewnątrz centrum decyzyjnego rośliny. W ludzkim mózgu, ta separacja ma na celu wprowadzenie opóźnienia czasowego, wygładzania hałaśliwych sygnałów z otoczenia i zwiększenia dokładności, z jaką podejmujemy decyzje. Rozdzielenie tych części w „mózgu” nasion wydaje się spełniać podobne funkcje – powiedział kierujący badaniami profesor George Bassel z University of Birmingham.

– Rozdzielenie tych elementów umożliwia szerszą paletę odpowiedzi na bodźce środowiskowe. To jak różnice między czytaniem czterech różnych recenzji filmu przed podjęciem decyzji o tym, czy pójść do kina – wyjaśnił Iain Johnson także zaangażowany w badania.

– Nasza praca ma ważne implikacje dla zrozumienia, jak rosną uprawy i chwasty. Obecnie istnieje możliwość zastosowania tej wiedzy na polach uprawnych w celu zwiększenia i zsynchronizowania kiełkowania, zwiększenia plonów i zmniejszenia stosowania nawozów – przyznał profesor Bassel.

 

 

Źródło: Proceedings of the National Academy of Science, University of Birmingham, fot. Fot. CC, 2.0/Julie Gibbons/Wikimedia Commons