Små hjerner hjelper frø med å bestemme når de skal spire

Plantefrø kan bruke "hjerner" i miniatyr for å bestemme om de skal spire nå eller vente på mer, heter det i en ny studie fra University of Birmingham i England. Selv om disse hjerner ikke er som tradisjonell grå materie, bruker de den samme arkitekturen for å behandle informasjon basert på hormonsignaler.

Tenker bambus

En av medforfatterne av studien, George Bassel, sier at folk tar beslutninger ved å bruke små grupper av spesielle celler i bestemte områder av hjernen. Frø bruker den samme mekanismen som cellene i nervesystemet. Forskere ble ført til denne konklusjonen ved at frøene spirer under de gunstigste forholdene for dem. For å forstå hva de baserer denne beslutningen på, opprettet forskerne et digitalt atlas av alle cellene inne i frøene til Tal Rezhovidka-planten.

Som et resultat viste det seg at to hormoner som spiller en rolle i spiring - gibberellin (GA) og abscisinsyre (ABA) - produseres på spissen av frøroten. Hormonet GA er ansvarlig for kommandoen "ikke å vokse", og hormonet ABA - for kommandoen "frem". Mellom de to seksjonene av celler som produserer disse hormonene, gikk signalene konstant langs prinsippet om tautrekking. Til å begynne med var GA-hormonet sterkere, og frøene ventet tålmodig på gunstigere forhold. Etter hvert som forholdene ble bedre, ble signalene fra ABA-seksjonen sterkere, og som et resultat kom et kritisk øyeblikk, hvoretter frøene grodd.

Sinnets røtter

I henhold til et lignende prinsipp opererer den menneskelige hjernen. I motorsonen til hjernebarken i mennesker initierer to separate regioner et "gå" eller "nei" signal, enten for å lette eller hindre beslutningen om å flytte. En lignende mekanisme eksisterer hos dyr.

Det mest interessante med dette er at disse mekanismene i dyr og planter dukket opp uavhengig av hverandre: deres siste felles stamfar var en enhetsalgellignende organisme som levde for 1,6 milliarder år siden, og de kunne tydeligvis ikke ta i bruk en så kompleks nervøs aktivitet fra den.

Forskere har tidligere bekreftet ideen om å "tenke" planter. Studier har vist at frøplanter trekkes mot lyden av bestemte frekvenser eller akselererer veksten av dem hvis det er konkurrerende arter i nærheten. Og resultatene fra 2007-eksperimentene sier at planter kan kommunisere med hverandre når fare er i nærheten.

I løpet av eksperimenter med frø kunne teamet endre aktiviteten til hormoner og viste at ved å manipulere nivået og frekvensen av overføring av hormonelle signaler, kan spiring kontrolleres. Dette åpner for enorme muligheter i avl av plantesorter som er mer motstandsdyktige mot ytre manifestasjoner.