Det er mange ting som avgjør om en plante overlever eller om den vil forsvinne. Og mange faktorer er utenfor deres kontroll. Men som Tia Ghose rapporterer for Live Science, kan planter faktisk ta en beslutning om en nøkkel til overlevelse: når de skal spire.
En ny studie, publisert i The Proceedings of the National Academies of Science, antyder at plantefrø bruker bittesmå “hjerner” for å hjelpe dem med å bestemme om det er riktig tidspunkt å bryte dvalen. Som Ghose rapporterer, er "hjernen" ikke fysisk lik menneskelig eller annen virvelløs grå substans. I stedet behandler frøens kontrollsenter informasjon omtrent som hjerner. De bruker bunter med spesialiserte celler for å behandle hormonsignaler som forteller dem når det er prime time og de bør spire.
"Planter er akkurat som mennesker i den forstand at de må tenke og ta avgjørelser på samme måte som vi gjør, " sier George Bassel, plantebiolog ved University of Birmingham og forfatter på studien, til Ghose.
Forskerne undersøkte frø fra Arabidopsis ellers kjent som thale cress - en plante som vanligvis brukes i studier på grunn av dens korte livssyklus. Frø må balansere to viktige faktorer når de spirer: temperatur og konkurranse. Hvis de spirer for tidlig, kan de møte kalde temperaturer og potensielt fryse i hjel. Hvis de venter for lenge, kan spirende planter utkonkurrere dem.
Frøet har to hormoner: abscisinsyre (ABA), som sender signalet om å holde seg i dvale, og gibberellin (GA), som setter i gang spiring. Trykk og trekk mellom de to hormonene hjelper frøet med å bestemme akkurat det rette tidspunktet for å begynne å vokse.
Ifølge Ghose utgjør rundt 3000 til 4000 celler arabidopsisfrøene. Så forskerne katalogiserte disse cellene i et atlas for å studere dette systemet. De overvåket deretter hvor de to hormonene ble funnet i frøet. Det viste seg at hormonene samlet i to deler av celler nær spissen av frøet - et område forskerne foreslår å utgjøre ”hjernen.” De to klumpene av celler produserer hormonene som de sender som signaler mellom hverandre. Når ABA, produsert av en klump, er det dominerende hormonet i dette beslutningssenteret, forblir frøet sovende. Men når GA øker, begynner "hjernen" å fortelle frøet at det er på tide å spire.
3D-modell av Arabidopsis-frø og plasseringen av beslutningscellene deres (University of Birmingham) Denne splittelsen av kommandosenteret hjelper frøet til å treffe mer nøyaktige beslutninger, sier biomatematiker Iain Johnston, som også var forfatter på studien. "Separering av kretselementer tillater en bredere palett med responser på miljøstimuli, " sier han i en pressemelding. "Det er som forskjellen mellom å lese en kritikers anmeldelse av en film fire ganger, eller å samle fire forskjellige kritikeres syn før de bestemmer seg for å gå på kino."
Den siste studien tilfører det voksende bevismaterialet for at plantekompleksiteten er blitt undervurdert i det siste. Bevis for montering antyder at planter kan ha noen midler til rudimentær kommunikasjon. Akkurat i fjor oppdaget forskere at en type sopp kan tjene som et underjordisk skog "internett" som er i stand til å transportere karbon, næringsstoffer og signalkjemikalier mellom trær. Det er til og med noen bevis for at planter kan sende signaler ved bruk av elektriske pulser, vagt i likhet med hvordan det menneskelige nervesystemet fungerer (men med mange, mange viktige distinksjoner).
Ideen om "hjerner" av frø bidrar ikke bare til denne vegetative kapasiteten, men kan også ha store innvirkninger på landbruket, noe som fører forskere til å kontrollere spiring av frø og øke effektiviteten av planteveksten.
