Vi vet att växter kan "prata" med varandra och vi vet även vilken sorts kommunikation de utbyter

Kan växter "prata"? Naturligtvis inte, men ett team forskare har kommit till ett otroligt genombrott genom att i realtid observera hur de kommunicerar för att skydda varandra.

Varningar för att försvara varandra skickas mellan växterna: den innovativa studien

nature

Människor, för att relatera till sina liknande, använder verbalt språk - även om icke-verbal kommunikation också existerar - medan djurriket använder olika sorters tekniker för att interagera, från ljud till karaktäristiska verser med en exakt betydelse. Och hur är det med växter? Kan även dessa levande varelser "föra dialog" med varandra? Svaret är ja, och ett team forskare, ledd av Masatsugu Toyota, molekylärbiolog från University of Saitama i Japan, har tillsammans med doktoranderna Yuri Aratani och Takuya Uemura undersökt det.

Författarna till studien har lyft fram en revolutionerande aspekt inom området kommunikation mellan växter, tack vare realtidsvideor som visar hur de utvecklar varningar för att försvara sina grannar. I synnerhet observerade forskarna hur intakta växter reagerade på VOC, det vill säga luftburna organiska föreningar, som härrör från intilliggande växter som skadats eller attackerats av parasiter. 

"Växter känner av luftburna organiska föreningar som frigörs av mekaniskt skadade närliggande växter eller växtätare och skickar varningar till varandra. Sådan kommunikation från växt till växt skyddar dem från miljöhot. Den rumsliga dynamiken hos sensorisk transduktion av flyktiga organiska föreningari växter förblir dock i stort sett okänd" kan vi läsa i studien.

Luftburen kommunikation mellan växter och fluorescens: experimentet

nature

För att genomföra studien kopplade forskarna en luftpump till en behållare som de hade lagt blad och larver i, medan en annan behållare innehöll ogräs av senapsläktet, Arabidopsis thaliana. Den senare modifierades genetiskt så att den avgav en klargrön fluorescens när den upptäckte kalciumjoner (Ca2+), intracellulära budbärare som representerar stressignaler. Forskarna använde ett fluorescensmikroskop för att observera de "meddelanden" som sändes ut av den friska växten efter mottagandet av VOC som hade frigjorts av bladen som hade skadats av larverna.

"Vi skapade en utrustning för att pumpa VOC som släpps ut av växter som matats av larver till närliggande oskadade växter och kombinerade dem med ett fluorescerande bildsystem i realtid på vildvuxna ängar" berättar Toyota. "Förutom attackerna av insekter inducerade luftburna organiska föreningar från de manullt krossade bladen Ca2+-signaler i närliggande oskadade växter.".

VOC som kan aktivera Ca2+-signaler i växter identifierades av teamet som (Z)-3 hexenal (Z-3-HAL) och (E)-2 hexenal (E-2-HAL), luftburna kemiska ämnen med en stark gräslukt som avges av skadade växter. Den exponerade senapsväxten reagerade därför genom att uppreglera generna kopplade till varningen och frigjorde fluorescens.

Forskningen inspirerades av tidigare studier om växtkommunikation från 1983, vilket väckte stort intresse bland forskarna som därefter observerade luftburen kommunikation mellan 30 olika växtarter. Tack vare detta experiment kunde författarna beskriva "den intrikata historien om när, var och hur växter svarar på luftburna 'varningsmeddelanden' från sina grannar". 
I slutändan fångar studien i detalj den komplexa kommunikationen av floran och budskapen om "solidaritet" som växter kan utbyta, vilket garanterar varandras överlevnad. Men hur interagerar dessa växtorganismer i praktiken.

Så här interagerar växter med varandra

Pexels

Om människan använder ord är de verktyg som används av växter för att kommunicera med varandra kemiska signaler. Typen av VOC som frigörs och detekteras motsvarar ett specifikt meddelande som varje växt kan tolka och implementerar en försvarstrategi för att motverka den potentiella förestående attacken. Dessutom lockar VOC också till sig parasitrovdjur, vilken skickar ett riktigt SOS i den omgivande miljön.

En annan metod som används av växter för att kommunicera rör elektriska signaler, som verkar på ett liknande sätt som djurrikets nervsystem: när en växtorganism har smärta, skickar den elektriska impulser som rör sig inuti den och ändrar dess utseende. Under torka kan till exempel stomata i luftorganen stängas för att spara på vatten. Vidare sker en komplex kommunikation genom rötterna, tack vare nätverk av svampar som bringar olika växters rötter i kontakt, som på så sätt kan utbyta näringsämnen och budskap om deras inbördes hälsotillstånd.

"Detta eteriska kommunikationsnät, dolt för oss, spelar en viktig roll för att snabbt skydda närliggande växter från överhängande hot." säger Toyota, som samtidigt uppmanar alla att behandla naturen med respekt. "Växter kan uppfatta en mängd olika stimuli i miljön, de kan lukta, känna beröring och kommunicera med varandra. Det finns ingen gräns mellan djur och växter. Jag vill verkligen att alla, särskilt barn, ska förstå att växter är väldigt känsliga. Så var snälla att vara snäll mot alla växter."

Håller du med om det?