Taimede neurobioloogia: mida taimed arvavad?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Taimedel ei ole aju ja närvirakke, loomadega võrreldes tunduvad nad tundumatud. Bioloogid teavad aga, et selle hulkraksete organismide rühma esindajad saavad infot väljast ja töötlevad seda, nad saavad omavahel suhelda keemiliste signaalide abil.

Kas taimede "intelligentsusest" tasub rääkida?

Mis asendab närve ja aju

Tamme anemoonide õrnad valged õied on keskmise vööndi metsade kaunistuseks. Pole harvad juhud, kui tema kroonlehed kokku voldivad, kuigi päikesepaisteline päev on täies hoos. Nii et oodake vihma. Õisi eemaldades kaitseb väike taim neid vee ja tuuleiilide eest.

Taimemaailmas on palju selliseid mehhanisme, et kohaneda muutuvate ilmastikutingimustega, kaitsta end kahjurite eest, ravida haavu ja hankida toitaineid kohapeal.

Taimede tajuorganid on spetsiaalsed retseptorrakud, rakumembraanides olevad ioonikanalid, mis edastavad elektrilisi signaale, erikehad, millel on mingid neuronite omadused.

Teabe vahetamiseks erinevate kehaosade vahel toodetakse erinevaid vahendajaühendeid: hormoonid, keemilised ühendid, väikesed mittekodeerivad RNA-d. Kõik need mehhanismid asendavad edukalt taimede meeli ja närvisüsteemi.

Taimede sensoorset tajumist uuriti aktiivselt kuni 1970. aastateni ja seejärel hääbus see järk-järgult.

2005. aastal otsustasid Stefano Mansuko Firenze ülikoolist (Itaalia) ja František Baluschka Bonni ülikoolist (Saksamaa), et taimede "intelligentsuse" kohta on palju andmeid ja on aeg see suund aktiveerida.

Nad nimetasid seda "taime neuroteaduseks". Muidugi on see metafoor – me räägime reaktsioonide ja vastuste uurimisest välistele stiimulitele.

Taimede neurobioloogia järgijad usuvad, et taimestikuga seoses saame rääkida mälust, teabe kogumise, säilitamise ja töötlemise süsteemist, aga ka otsuste tegemise mehhanismist. Mõnede teadlaste sõnul pole selleks aju ja närvisüsteemi vaja, nagu loomadel.

Teadusringkond tervikuna on selle valdkonna suhtes kriitiline. Samas on praegu teaduse esirinnas töö taimede side- ja signalisatsioonisüsteemide vallas.

Heinamaa kommunaalkorter

Viimaste aastate üks suuremaid avastusi on see, et taimed suudavad oma naabreid ära tunda. Selleks kasutavad nad kaugtule punast valgust, keemilisi signaale, sekundaarseid metaboliite.

Ümbritsevate liikide tundmine aitab taimel ellu jääda: vältida varju, kaitsta vaenlaste eest, valida parimat toitu.

Taimed tajuvad keemilisi ühendeid – mida me nimetame naaberliikide lõhnadeks. Neid edastatakse õhus ja maa all juurte kaudu.

Hiina teadlased tsiteerivad ajakirjas Nature Communications nisuga tehtud katsete tulemusi. Uuringud on näidanud, et see taim eristab umbes saja erineva juurte kaudu kõrvuti kasvava liigi lõhnu.

Vastuseks vabastab see suhte reguleerimiseks oma aineid – näiteks midagi antibiootikumide taolist, kui läheduses on konkurente. Selle tulemusena pärsib nisu nende kasvu.

Loomulikult ei ole see keemilise suhtluse meetod analoogne loomade haistmismeelega, kuid taimed ei suuda kindlasti lõhnu mitte ainult eraldada, vaid ka tajuda.

Näiteks parasiit-köiterohi otsib lenduvate elementide abil peremeestaime üles ja sirutub tema suunas.

Kahjurite poolt haavatud koirohi hoiatab lähedasi tugevnenud lõhna ohu eest.

Mitmeaastane rohttaim kuldvits on võimeline ise tajuma keemilisi ühendeid (feromoone), mida eritavad emast peibutava kirjukärbse isased. Taimele ladestunud kärbsevastne põhjustab sapikujulise haiguse - suure palli.

Teadlased on väitnud, et kuldvits lõhnab kärbseid ja tugevdab immuunsüsteemi vältimatu haigusega võitlemiseks. Selleks suurendavad muru lehed jasmoonhappe sisaldust, mis tõrjub kahjureid ja aitab paraneda koekahjustusi.

Hea kuulmine

1970. aastal ilmus USA-s Peter Tompkinsi ja Christopher Birdi raamat "The Secret Life of Plants". Selles anti teaduslikele faktidele tuginemata palju fantastilist teavet lillede ja puude kohta. Näiteks öeldi, et taimed on stressis, kui nende juuresolekul muna katki läheb, kõrvits kaldub kõlaritest kõrvale, kui nendest kostab rokk.

Tänapäeval on taimede helide tajumise kohta kogunenud palju fakte. 2014. aastal mõjutasid Missouri ülikooli (USA) teadlased väikest ürti Arabidopsis (Tal rezuhovidka), kasutades heli, mida röövik sellelt närib.

Selgus, et see suurendab antotsüaniinide (lillad värvained) ja glükosinolaatide (mõru) sisaldust taime lehtedes. Kogemused on näidanud, et rezukovidka reageerib erinevalt õhuvibratsioonile, mis on põhjustatud lehtede närimisest, tuulest ja putukatest.

Mississippi ülikooli teadlased viisid hiljuti läbi katseid sojaubade ja sellel elavate putukatega – lepatriinude ja sojaubade lehetäidega. Neid mõjutasid erinevat tüüpi helid, sealhulgas linnamüra, traktorimüra, rock and roll. Kahe nädala pärast vähenes taime biomass võrreldes kontrolliga.

Teadlased ei kaldu aga uskuma, et kivid taimi otseselt rõhusid. Pigem mõjutas ta kuidagi kahjureid, mis nende tegevust intensiivistas.