А растения чувствуют к себе отношение?
Вот тут конечно логично ответить, что стоит спросить у них самих , так как ни кто наверняка не может ответить утвердительно на этот вопрос. Так что все мои рассуждения по этой теме будут только плодом моих фантазий и предположениями по данной теме.
Но , если рассматривать тот факт , что некоторые растения очень ревниво относятся к своим хозяевам и не терпят , когда рядом с ними ставят другие цветы- то можно предположить , что им и правда нужно внимание и забота .
Некоторые цветы и правда реагируют на эмоции , от негативных — сохнут, от позитивных — расцветают.
Есть исследования , которые показали, что растения реагируют на раздражения и эту реакцию можно сравнить с нервной системой людей и животных.
Растения это живые существа, обладающие сильным биополем. Об этом много пишут. Не секрет, что растения способны влиять на человека. Есть такие, которые способствуют развитию добрых семейных отношений, помогают создать гармонию в доме. Есть наоборот растения, которые не рекомендованы для дома. Считается, что комнатные растения могут поглощать энергию зла и превращать её в добрые начинания, а пессимизм сменяется благодаря им оптимизмом. Я уже писала о том, что читала где то, как проводились опыты; когда к растению были подключены датчики и самописец фиксировал результаты эксперимента. Эксперимент заключался в том, что к растению попеременно подходили 2 разных человека, вернее с разными намерениями. Один ласково разговаривал с цветком, ухаживал за ним. Другой делал всё наоборот, обрывал листья, ломал и т.д. Через какое — то время датчики показали, что приближение «хорошего» человека не вызывало у растения никакой тревоги, линия шла ровная, а при приближении «злого» — линия делала взлёты и падения. Это доказывает только одно — они живые и могут чувствовать. А дальше делайте выводы сами.
Источник
Что «чувствуют» растения
В одном из сентябрьских номеров Science вышла статья, в которой рассказывалось об открытии защитной системы растений, имеющей много общего (неожиданно!) с нервной системой животных. Оказалось, что Arabidopsis thaliana может передавать кальциевые сигналы к своим отдаленным органам с весьма большой скоростью, используя рецепторы к глутамату в качестве сенсоров повреждения. В ответ на эти сигналы растение усиливает синтез различных защитных веществ, которые предотвращают его дальнейшее поедание травоядными животными. Наша статья посвящена деталям этого открытия.
Введение
В одном из недавних дайджестов SciNat [1] мы вскользь упомянули о том, что ученые обнаружили у растения Arabidopsis thaliana (русское название — резуховидка Таля) дальнодействующую и относительно высокоскоростную систему кальциевой сигнализации, которая активируется в ответ на механическое повреждение за счет особых растительных глутаматных рецепторов (glutamate-like receptors, GLR) [2], [3]. GLR синтезируются повсеместно у разных групп растений — от мхов до покрытосеменных — и принимают участие во множестве процессов: они могут играть важную роль в размножении, защите от патогенов, росте корней, регуляции степени открытия устьиц и трансдукции светового сигнала [4–7]. Необычность этой находки состоит в том, что глутамат также является распространённым возбуждающим нейротрансмиттером у позвоночных животных [4]. Кроме того, глутаматные рецепторы в большом количестве присутствуют на поверхности иммунокомпетентных клеток млекопитающих, для которых глутамат является важным иммуномодулятором [8]. Несмотря на то что растения и животные далеко отстоят друг от друга в эволюционном смысле, наличие у обеих групп системы межклеточной коммуникации на основе рецепторов к глутамату свидетельствует в пользу универсальности и эволюционной древности такой системы.
Роль глутамата в нервной системе млекопитающих подробно описана в нашей статье: «Очень нервное возбуждение» [9].
Стоит отметить, что участие GLRs в неспецифических защитных реакциях растений уже было ранее показано для Arabidopsis thaliana. Например, в статье 2014 года авторы предложили модель, где глутаматные рецепторы играют роль аминокислотных сенсоров при повреждении [10]. Однако каким именно образом GLRs и последующее повышение уровня внутриклеточного Ca 2+ активируют системную защиту растения, известно не было.
Что чувствуют растения?
Давайте же разберемся, что необычного удалось обнаружить авторам вышеупомянутой статьи в Science. Открытие было сделано случайным образом. Американо-японская группа ученых изучала влияние гравитации на классическое лабораторное растение Arabidopsis thaliana. Это растение является удобным модельным организмом в биологических исследованиях благодаря относительно короткому циклу развития и маленькому размеру (рис. 1). Ученые предположили, что кальциевая сигнализация может играть роль в гравитропизме — направленном росте органов растения относительно вектора гравитации . Для визуализации таких сигналов исследователи использовали специальный флуоресцентный белок-репортер, позволяющий «увидеть» повышение уровня ионов кальция в цитозоле клеток с помощью флуоресцентного микроскопа [11].
Механизмы влияния гравитации на Arabidopsis thaliana подробно описаны в нашей статье: «Растения в космосе: инструкция по применению» [12].
В ходе экспериментов растения порой получали механические повреждения и отвечали на них быстрым повышением уровня кальция в цитозоле клеток. Этот эффект заинтересовал исследователей, и они стали умышленно «натравливать» на Arabidopsis гусениц и кромсать его листья ножницами (относитесь с осторожностью к ученому, который проявляет к вам интерес 🙂 ). На повреждения обоих типов растение отвечало «кальциевыми сигналами», которые быстро распространялись от места ранения и достигали отдаленных листьев в течение двух минут, что хорошо видно на ускоренной записи данного эксперимента (видео 1 и 2). Скорость сигнала составляла ~1 мм/с, что гораздо быстрее, чем можно объяснить простой диффузией. Тот факт, что Arabidopsis одинаково реагировал и на поедание гусеницей, и на повреждение ножницами, говорит нам о том, что для активации описанной сигнальной системы не требуются специальные химические вещества, выделяемые травоядными животными при поедании различных частей растения (рис. 2).
Также было показано — кальциевый ответ индуцируется исключительно глутаматом, а значит, решающую роль в этом процессе играют глутаматные рецепторы. GLRs относятся к семейству катион-проницаемых неселективных ионных каналов и, как мы упоминали выше, играют важную роль в жизни растения: они могут принимать участие в поглощении питательных веществ, передаче сигналов и транспорте различных соединений [13]. Глутаматные рецепторы растений весьма разнообразны и отличаются широкой лигандной специфичностью. В геноме Arabidopsis thaliana обнаружено 20 генов GLRs, которые можно сгруппировать в три клады. Ранее удалось узнать, что члены третьей клады данного семейства генов кодируют важные компоненты защитной системы растений, поэтому ученые изучали именно их [10]. Авторы показали, что изучаемый тип сигнализации отсутствует у растений с мутациями в двух генах глутаматных рецепторов — glr3.3 и glr3.6. Что интересно, эти рецепторы имеют высокое сходство последовательностей генов и белковых структур с ионотропными глутаматными рецепторами млекопитающих (iGLR), которые играют решающую роль в обучении и формировании памяти [8].
Возникает логичный вопрос: посредством чего в растениях передаются эти дальнодействующие сигналы? Ученые предположили, что действие глутамата сродни гуморальной регуляции и отличается от роли этой аминокислоты в качестве нейротрансмиттера у млекопитающих. Это подтверждается экспериментальными наблюдениями: флуоресцентный репортер, позволяющий «увидеть» повышение уровня кальция, обнаруживается в значительных количествах именно в проводящей системе — в клетках флоэмы, где, кстати, синтезируются различные молекулы раневой сигнализации (рис. 2) [3]. Также ученые использовали флуоресцентный глутамат-репортер и показали, что уровень этой аминокислоты поначалу увеличивается в месте ранения, а со временем распространяется на весь лист (рис. 3).
Основываясь на полученных результатах, ученые предложили следующую гипотезу активации системной защиты у Arabidopsis thaliana: механические повреждения, которые наносятся травоядными животными, приводят к локальному высвобождению в месте ранения глутамата из цитоплазмы клеток в апопласт. Молекулы этой аминокислоты транспортируются на большие расстояния по апопласту, достигая проводящей системы растений, где они активируют ионные каналы GLR3 в плазматической мембране клеток. В свою очередь, это приводит к увеличению притока ионов кальция в клетки флоэмы и быстрому распространению сигнала к листьям, удаленным от места ранения. Не менее важно то, что активация глутаматных рецепторов третьего типа приводит к увеличению биосинтеза защитных веществ в растении, таких как жасмонаты. Жасмонаты запускают синтез антимикробных и инсектицидных соединений, а также белков, блокирующих пищеварительные ферменты, благодаря чему повышается устойчивость растения к поеданию травоядными животными .
Роль жасмонатов в защите растений подробно описана в нашей статье «Жасмонаты: “слёзы феникса” из растений» [14].
Заключение
Отсутствие нервной системы у растений — широко известный факт. Однако, по-видимому, растения всё же обладают системой, позволяющей им относительно быстро реагировать на внешние угрозы и раздражители путем активации комплексной системы защиты. Примечательно, что сигнальная система растений, необходимая для защиты от травоядных животных, основана на той же «химии», что и нервная система животных. Чтобы понять, достаточна ли скорость распространения кальциевого сигнала для быстрого реагирования растения на внешние раздражители, необходимо продолжать изучение этой системы.
Литература
- SciNat за сентябрь 2018 #3: мыши в виртуальной реальности, псевдо-нервная система растений и новый класс антибиотиков для борьбы с грамотрицательными бактериями;
- Gloria K. Muday, Heather Brown-Harding. (2018). Nervous system-like signaling in plant defense. Science. 361, 1068-1069;
- Masatsugu Toyota, Dirk Spencer, Satoe Sawai-Toyota, Wang Jiaqi, Tong Zhang, et. al.. (2018). Glutamate triggers long-distance, calcium-based plant defense signaling. Science. 361, 1112-1115;
- E. Michard, P. T. Lima, F. Borges, A. C. Silva, M. T. Portes, et. al.. (2011). Glutamate Receptor-Like Genes Form Ca2+ Channels in Pollen Tubes and Are Regulated by Pistil D-Serine. Science. 332, 434-437;
- Carlos Ortiz-Ramírez, Erwan Michard, Alexander A. Simon, Daniel S. C. Damineli, Marcela Hernández-Coronado, et. al.. (2017). GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE channels are essential for chemotaxis and reproduction in mosses. Nature. 549, 91-95;
- Seyed A. R. Mousavi, Adeline Chauvin, François Pascaud, Stephan Kellenberger, Edward E. Farmer. (2013). GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE genes mediate leaf-to-leaf wound signalling. Nature. 500, 422-426;
- Daeshik Cho, Sun A. Kim, Yoshiyuki Murata, Sangmee Lee, Seul-Ki Jae, et. al.. (2009). De-regulated expression of the plant glutamate receptor homologAtGLR3.1impairs long-term Ca2+-programmed stomatal closure. The Plant Journal. 58, 437-449;
- A. A. Boldyrev, E. A. Bryushkova, E. A. Vladychenskaya. (2012). NMDA receptors in immune competent cells. Biochemistry Moscow. 77, 128-134;
- Очень нервное возбуждение;
- Brian G. Forde, Michael R. Roberts. (2014). Glutamate receptor-like channels in plants: a role as amino acid sensors in plant defence?. F1000Prime Rep. 6;
- Флуоресцентные репортеры и их молекулярные репортажи;
- Растения в космосе: инструкция по применению;
- B. G. Forde, P. J. Lea. (2007). Glutamate in plants: metabolism, regulation, and signalling. Journal of Experimental Botany. 58, 2339-2358;
- Жасмонаты: «слёзы феникса» из растений.
Источник