گیاهان می توانند حتی بدون مغز به زمان بگویند و در اینجا چگونه است

گیاهان می توانند حتی بدون مغز به زمان بگویند و در اینجا چگونه است
وقت گرفتی؟ Sameer mishra / Shutterstock

هرکسی که در مناطق زمانی مختلفی سفر کرده و متحمل شده باشد تاخیر جت می فهمیم چقدر قدرتمند ما است ساعتهای بیولوژیکی هستند. در حقیقت ، هر سلول در بدن انسان دارای ساعت مولکولی خاص خود است که قادر به افزایش و کاهش روزانه تعداد بسیاری از پروتئین های بدن در طی یک چرخه ساعت 24 ساعت است. مغز شامل یک ساعت اصلی است که با استفاده از ، بقیه بدن را در همگام نگه می دارد سیگنالهای نور از چشمان نگه داشتن در زمان با محیط.

گیاهان دارای ریتم شبانه روزی مشابهی هستند که به آنها کمک می کند تا زمان روز را بیان کنند و گیاهانی را برای فتوسنتز قبل از طلوع آفتاب آماده می کنند ، مکانیسم های حفاظت از گرما را روشن کنید قبل از داغترین روز روز ، و تولید شهد در هنگام بازدید بیشتر از گرده افشان ها. و درست مثل انسان ، به نظر می رسد که هر سلول در گیاه دارای ساعت خاص خود است.

گیاهان می توانند حتی بدون مغز به زمان بگویند و در اینجا چگونه است
چشم و مغز ما برای هماهنگی فعالیت در بدن با توجه به زمان روز به نور خورشید متکی است. Yomogi1 / Shutterstock

اما بر خلاف انسان ، گیاهان مغزی برای هماهنگ نگه داشتن ساعت خود ندارند. بنابراین چگونه گیاهان ریتمهای سلولی خود را هماهنگ می کنند؟ ما تحقیق جدید نشان می دهد که تمام سلولهای گیاه تا حدودی از طریق چیزی به نام خود سازماندهی محلی هماهنگ می شوند. این به طور موثری سلولهای گیاهی است که زمان خود را با سلولهای همسایه برقرار می کنند ، به روشی مشابه نحوه مدارس ماهی و گله های پرندگان حرکات آنها را با تعامل با همسایگان خود هماهنگ کنید.

پژوهش قبلی دریافت که زمان ساعت در قسمت های مختلف گیاه متفاوت است. این اختلافات را می توان با اندازه گیری زمان قله های روزانه در تولید پروتئین ساعت در اندام های مختلف تشخیص داد. این پروتئین های ساعت نوسانات ساعت 24 را در فرآیندهای بیولوژیکی ایجاد می کنند.

به عنوان مثال ، پروتئین های ساعت تولید پروتئین های دیگری را که مسئول فتوسنتز در برگها درست قبل از طلوع آفتاب هستند ، فعال می کند. ما تصمیم گرفتیم که ساعت را در تمام ارگانهای اصلی گیاه بررسی کنیم تا به ما در درک چگونگی هماهنگی گیاهان برای تنظیم زمان نگه داشتن کل گیاهان ، کمک کنیم.

چه چیزی باعث می شود گیاهان تیک بزنند

فهمیدیم که در سرفه های thale (Arabidopsis thaliana) نهال ها ، تعداد قله های پروتئین ساعت در زمان های مختلف در هر اندام. ارگان هایی مانند برگ ، ریشه و ساقه سیگنال های متفاوتی از میکرو محیط محلی خود مانند نور و دما دریافت می کنند و از این اطلاعات برای تنظیم مستقل سرعت خود استفاده می کنند.

اگر ریتم در اندامهای مختلف از همگام سازی خارج است ، آیا گیاهان از نوعی جت داخلی رنج می برند؟ در حالی که ساعتهای فردی در اندامهای مختلف در زمانهای مختلف به اوج خود می رسند ، این امر به هرج و مرج کامل منجر نمی شود. با کمال تعجب ، سلول ها شروع به شکل گیری الگوهای موج مکانی می کنند ، جایی که سلول های همسایه در زمان کمی در پشت یکدیگر عقب می روند. کمی شبیه استادیوم یا موج "مکزیکی" طرفداران ورزش است که در کنار افرادی که در کنار آنها هستند ایستاده اند تا حرکتی موج مانند در میان جمع ایجاد کنند.

گیاهان می توانند حتی بدون مغز به زمان بگویند و در اینجا چگونه است
سلول های گیاهی برای هماهنگی زمان بین همسایگان خود ارتباط برقرار می کنند. جیمز لاک ، نویسنده ارائه داد

کار ما نشان می دهد که این سلول ها با شروع ارتباط برقرار می شوند. هنگامی که تعداد پروتئین های ساعت در یک سلول به اوج خود می رسد ، سلول این ارتباط را به همسایگان کندتر خود منتقل می کند ، که از سرب سلول اول پیروی می کنند و پروتئین های ساعت بیشتری نیز تولید می کنند. این سلول ها سپس همین کار را با همسایگان خود انجام می دهند و غیره. چنین الگوهایی را می توان در جای دیگری از طبیعت مشاهده کرد. برخی از گونه های کرم شب تاب مانند الگوهای موج مکانی شکل می گیرند چشمکهای خود را همزمان کنید با همسایگان خود

تصمیم گیری محلی توسط سلول ها ، همراه با سیگنالینگ بین آنها ، ممکن است نحوه تصمیم گیری گیاهان بدون مغز باشد. این امکان را می دهد تا سلولهای قسمتهای مختلف گیاه درمورد نحوه رشد تصمیمات متفاوتی بگیرند. سلول های موجود در شاخه و ریشه می توانند به طور جداگانه رشد را با توجه به شرایط محلی خود بهینه کنند. شاخه می تواند به سمت جایی خاموش شود که نور از آن جلوگیری شود و ریشه ها به سمت آب یا خاک غنی از مواد مغذی رشد کنند. همچنین می تواند به گیاهان اجازه دهد زنده ماندن از دست دادن اندام از طریق صدمه یا خوردن توسط گیاهخوار.

این ممکن است توضیح دهد که چگونه گیاهان قادرند به طور مداوم رشد و توسعه خود را برای کنار آمدن با تغییرات در محیط خود ، که دانشمندان آن را "انعطاف پذیری" می نامند ، تطبیق دهند. درک نحوه تصمیم گیری گیاهان فقط جالب نیست ، بلکه به دانشمندان کمک می کند تا گونه های جدید گیاهی را پرورش دهند که می توانند با تغییرات آب و هوایی به محیط روز به روز تغییر یافته خود پاسخ دهند.گفتگو

درباره نویسنده

مارک گرین وود ، محقق دکتری زیست شناسی سلولی ، دانشگاه کمبریج و جیمز لاک ، رهبر گروه تحقیقاتی در زیست شناسی سیستم ، دانشگاه کمبریج

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

نشستند

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

بیشترین مطلب خوانده شده