Poprzez połączenie eksperymentów fizycznych i modeli matematycznych opartych na równaniach różniczkowych naukowcy zbadali, jak działa przesyłanie sygnałów elektrycznych między roślinami. Nadal nie ustalili jednak, jakie wiadomości rośliny mogą chcieć przekazywać sobie nawzajem.
Praca opiera się na wcześniejszych eksperymentach tego samego zespołu, badających funkcjonowanie podziemnego przesyłania sygnałów przez rośliny. Odkryto wówczas, że niektóre rośliny są w stanie wykorzystywać stymulację elektryczną jako metodę przenoszenia sygnałów, nawet do „odbiorców” nie znajdujących się w tej samej glebie.
– Mogliśmy użyć modelu matematycznego do symulacji badanych procesów na komputerze, zamiast przeprowadzać kosztowne i długotrwałe eksperymenty – mówi inżynier elektryk Yuri Shtessel z University of Alabama w Huntsville.
Wraz z biochemikiem Alexandrem Volkovem z Oakwood University Shtessel przetestował komunikację między różnymi rodzajami roślin zasadzonych w osobnych doniczkach – zarówno z szczeliną powietrzną, jak i bez niej.
Bez łączącego rośliny „przewodu elektrycznego” połączenie było zrywane. Po umieszczeniu w doniczkach srebrnego drutu roślinna sieć została ponownie uruchomiona. To – zdaniem badaczy – sugeruje, że w tych rozmowach między doniczkami można zastosować dowolny przekaźnik.
Co więcej, sieci przekazu zdawały się pozostawać na miejscu i przyjmować podobną formę w przypadku różnych rodzajów roślin. W nowych badaniach pod lupę wzięto aloes i rośliny kapustne, podczas gdy poprzednie eksperymenty dotyczyły tego samego rodzaju sygnalizacji między krzewami pomidorów. Modele sugerują, że różne typy roślin mogą komunikować się w ten sam sposób.
– Uważam, że zdecydowanie jest możliwe, aby sygnały rozprzestrzeniały się przez sieć korzeniową i przenosiły się na wspólnej ziemi lub glebie od rośliny pomidora do, powiedzmy, dębu – mówi Shtessel.
W takim modelu komunikacji gleba pełni rolę przewodnika.
O czym rozmawiają rośliny?
W najnowszym badaniu nie wyciągnięto żadnych jednoznacznych wniosków na temat tego, o czym „rozmawiają” rośliny między sobą, ani tego, jaka część komunikacji jest celowa. Mimo to badanie pokazuje istnienie potencjału, aby rośliny mogły przekazywać sobie komunikaty o zagrożeniach, wzroście, bądź ruchu.
Badanie pokazuje również, że sieci mikoryzowe w glebie, zidentyfikowane wcześniej w innych badaniach, niekoniecznie są wymagane do ustanowienia sieci łączności obejmującej całą roślinę – z których wszystkie stanowią interesujące pytania do przyszłych badań.
Do listy planowanych ciekawych badań na temat roślin można też dopisać umiejętność reagowania roślin na dotyk oraz tego, jak my – ludzie i zwierzęta – możemy się z nimi komunikować. Nowe badanie otwiera furtkę do przyjrzenia się kolejnym zagadnieniom.
– Nie przeprowadzono badań przetwarzania poznawczego sygnałów elektrycznych przekazywanych i odbieranych przez rośliny. Kolejną kwestią jest badanie komunikacji roślin za pomocą fal elektrycznych w powietrzu. To inna historia, która nie została jeszcze dogłębnie zbadana – mówi Shtessel.
Badanie zostało opublikowane w Communicative & Integrative Biology.