‘กล้ามเนื้อ’ ของพืชจะพับใบกระถินได้อย่างไร
เรียกมันว่ามอเตอร์ของโรงงาน หรือปลูกกล้ามเนื้อ. ตุ่มเล็กๆ ของเซลล์พิเศษในต้นไมยราบสามารถพับแผ่นพับที่มีขนของมันเข้าด้วยกันได้ในไม่กี่วินาที จากนั้นจึงคลายตัว แล้วทำใหม่อีกครั้ง
David Sleboda นักชีวกลศาสตร์แห่ง University of California, Irvine กล่าวว่ารูปลักษณ์ใหม่ของส่วนที่นูนเหล่านี้บนต้น Mimosa pudica ได้เผยให้เห็นรายละเอียดเพิ่มเติมว่าใบไม้จัดการการพับที่เร็วผิดปกติของมันได้อย่างไร “ผมคิดว่าอวัยวะเหล่านี้เจ๋งจริงๆ เพราะการเคลื่อนไหวของพวกมันสามารถย้อนกลับได้” เขากล่าว “[W] เมื่อผู้คนเห็นการเคลื่อนไหวของพืชที่ย้อนกลับได้ จะรู้สึกคล้ายกับการเคลื่อนไหวของสัตว์มากกว่า”
นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเกี่ยวกับเคมีพื้นฐานที่ขับเคลื่อนมอเตอร์มิโมซ่าหรือพัลวินัสแล้ว เขาและเพื่อนร่วมงานเขียนลงในเอกสารสำหรับวารสารชีววิทยาปัจจุบันในวันที่ 6 ก.พ. เมื่อกีบกวางหรือสิ่งอื่นที่น่ากลัวไปกระแทกใบไม้ โพแทสเซียมและไอออนอื่นๆ บางส่วนจะเปลี่ยนจากส่วนหนึ่งของพัลวินัสไปยังอีกส่วนหนึ่ง น้ำไหลตามการพัดพาของไอออน เซลล์ที่สูญเสียน้ำจะยุบตัวและหย่อนลงในขณะที่เซลล์ที่อยู่อีกด้านหนึ่งจะขยายตัว การบิดเบี้ยวในพัลวินีแบบหลายส่วนทำให้ครึ่งของใบไม้ขนนกพับเข้าหากัน เหมือนมือที่มองไม่เห็นค่อยๆ ปิดหนังสือ
แทนที่จะศึกษาวิชาเคมี Sleboda และเพื่อนร่วมงานได้ศึกษารายละเอียดโครงสร้างระดับจุลภาคในเซลล์พัลวินัสที่ช่วยสร้างการบิดเบือนที่เป็นประโยชน์ดังกล่าว เขารายงานเมื่อวันที่ 7 มกราคมในการประชุมประจำปีของ Society for Integrative and Comparative Biology ในเมืองออสติน รัฐเท็กซัส คุณสมบัติหนึ่งที่ทำให้เซลล์กล้ามเนื้อพืชขยายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพคือการเสริมแรงด้วยเส้นใยขนาดเล็ก มันทำงานเหมือนรัดตัว ป้องกันไม่ให้เซลล์โป่งออกทุกทิศทาง รัดตัวแทนการบวมมากตามแนวแกนที่จะพับครึ่งใบ
นอกจากนี้ เซลล์พัลวินัสที่ต้องนูนอย่างรวดเร็วจะมีลักษณะเหมือนรอยย่นของเนื้อเยื่อที่ขยายได้ง่ายสำหรับน้ำที่ไหลเข้า รวมถึงบริเวณพิเศษที่มีรูพรุนสูงที่เรียกว่า หลุมหลุม หลุมนี้ดูราวกับว่าน้ำสามารถไหลผ่านได้อย่างง่ายดายในกรณีฉุกเฉิน การจัดเรียงตัวของเซลล์มีลักษณะเฉพาะสำหรับการขยายและหดตัว ภาพตัดขวางของพัลวินัสเผยให้เห็นรูปแบบ
- pudica ที่แพร่หลายหรือพืชที่บอบบางเป็นหนึ่งในผู้ที่รู้จักกันดีในเรื่องการงอใบ กระจุกพืชชนิดอื่นในตระกูลเดียวกัน เช่น พืชตระกูลถั่ว ก็ย้ายใบเช่นกัน นักพฤกษศาสตร์ Thainara Policarpo Mendes จาก Universidade Estadual Paulista ในเมืองโบตูคาตู ประเทศบราซิล กล่าว ญาติบางคนปิดเร็วเช่น M. pudica แต่หลายคนปิดช้ากว่า สิ่งที่เธอคิดเช่นกันคือเหตุใดจึงปิดเลย ผู้คนได้เสนอข้อดีหลายประการ: กีดกันไม่ให้สัตว์เล็มหญ้าบนพืชที่ดูเหมือนเหนียวมากขึ้น หรือแม้กระทั่งช่วยให้พืชสูญเสียความร้อนน้อยลงในคืนที่หนาวจัด
Sleboda ก็สามารถปฏิเสธสมมติฐานที่เสนอได้เช่นกัน แต่ยังคงไม่เชื่อในสมมติฐานทั้งหมด “ไม่มีการวิจัยมากมาย” เขากล่าว อย่างไรก็ตามนั่นเป็นเรื่องปกติสำหรับเขา “สิ่งที่ฉันชอบเกี่ยวกับการหุบใบของพืชที่บอบบาง” เขากล่าว “คือเราไม่รู้ว่าทำไมพวกเขาถึงทำเช่นนั้น”
ต้นไม้ฉลาดสามารถสอนเราได้สองสามอย่าง
อัจฉริยะแห่งการปฏิวัติแห่งพืชท้าทายมุมมองความเฉลียวฉลาดที่เน้นสมองเป็นศูนย์กลาง
เมื่อกว่า 200 ปีที่แล้ว เรอเน่ เดส์ฟงแตน นักพฤกษศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้สอนนักเรียนคนหนึ่งให้เฝ้าสังเกตพฤติกรรมของต้นไมยราบในขณะที่เขานั่งรถม้าไปรอบๆ กรุงปารีส ไมยราบหุบใบอย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัส – น่าจะเป็นกลไกป้องกันตัว Desfontaines สนใจในการตอบสนองของต้นไม้ต่อการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องของเครื่องเล่น ในขั้นต้นใบไม้จะปิด แต่หลังจากนั้นไม่นานพวกเขาก็เปิดอีกครั้งแม้ว่าจะสั่นก็ตาม “ต้นไม้เริ่มชินกับมันแล้ว” นักเรียนเขียนลงในสมุดบันทึก
Stefano Mancuso เล่าเรื่องนี้ใน The Revolutionary Genius of Plants และรายงานเกี่ยวกับการติดตามผลสมัยใหม่: การทดลองซ้ำ (โดยไม่มีแคร่) แสดงให้เห็นว่าพืชสามารถเรียนรู้ได้อย่างแท้จริงว่าการยั่วยุจากภายนอกนั้นไม่เป็นอันตราย และจดจำสิ่งที่พวกเขาได้เรียนรู้ สัปดาห์.
การเรียนรู้เป็นไปไม่ได้หากปราศจากความทรงจำ และทั้งสองอย่างนี้เป็นจุดเด่นของความฉลาด Mancuso ซึ่งเป็นผู้นำของ International Laboratory of Plant Neurobiology แห่งมหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ในอิตาลีกล่าว แต่มุมมองเกี่ยวกับประสาทวิทยาที่เน้นสัตว์เป็นศูนย์กลางทำให้เราไม่ชอบใช้คำศัพท์อย่างเช่น “ความจำ” และ “สติปัญญา” เมื่อพูดถึงสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีสมอง ด้วยความหลงใหลในการติดเชื้อ Mancuso มุ่งมั่นที่จะโน้มน้าวใจเราว่าวิธีการทำสิ่งต่าง ๆ ของโรงงานไม่เพียงสมควรได้รับความเคารพจากเรา แต่ยังอาจช่วยเราแก้ปัญหาสังคมที่เลวร้ายยิ่งขึ้นด้วย
เรื่องราวของ M. pudica เป็นเวทีสำหรับข้อโต้แย้งทางปรัชญาที่เปิดหูเปิดตา ซึ่งทำให้หนังสือเล่มนี้ควรค่าแก่การอ่าน คุณจะไม่มองพืชหรือสัตว์ในลักษณะเดิมอีกต่อไป เพื่อเอาชนะความลำเอียงของมนุษย์ที่มีต่อความฉลาดที่มีสมองเป็นศูนย์กลาง Mancuso เขียนว่า เราต้องพิจารณาว่าพืชไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ ซึ่งแตกต่างจากสัตว์
การยึดเกาะไว้ในจุดเดียวทำให้พืชต้องวิวัฒนาการวิธีการแก้ปัญหาที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงต่อภัยคุกคามระยะสั้นและระยะยาว เช่น ผู้ล่า อัคคีภัย และความแห้งแล้ง (สัตว์ไม่สามารถแก้ปัญหาได้ Mancuso ตั้งข้อสังเกตว่าพวกมันหลีกเลี่ยงปัญหา) วิธีแก้ปัญหาของพืชคือการกระจายอำนาจ: แทนที่จะมีสมอง ไต หรืออวัยวะอื่นๆ ที่จะเป็นจุดเปราะบาง พืชเป็นแบบโมดูลาร์ หน้าที่ที่อวัยวะในสัตว์จะกระทำได้กลับถูกกระจายไปทั่วร่างกาย พืชประเมินสภาพแวดล้อมด้วยร่างกายทั้งหมดและตอบสนองอย่างเหมาะสม
คนส่วนใหญ่ใช้คำเช่น “เคยชิน” หรือ “แข็ง” เพื่ออธิบายการประเมินและการตอบสนองทางพฤกษศาสตร์นี้ ในตอนต้นของหนังสือ Mancuso สร้างกรณีที่น่าสนใจและกระตือรือร้นว่าคำเหล่านี้ทำให้เกิดความเฉลียวฉลาดที่ไม่เห็นคุณค่าของพืช แต่ในไม่ช้าเขาก็หันเหไปสู่การอภิปรายเกี่ยวกับการปรับตัวที่น่าทึ่งของพืช การคัดเลือกโดยธรรมชาติสนับสนุนลักษณะและกลอุบายดังกล่าว เช่น เมล็ดพืชที่หยั่งรากลงไปในดิน หรือพืชอวบน้ำที่หลีกเลี่ยงการปล้นสะดมโดยปลอมตัวเป็นก้อนกรวด เมื่อพวกมันให้ประโยชน์ทางวิวัฒนาการ แต่ไม่ต้องการสติปัญญาในการวิวัฒนาการ
อย่างไรก็ตาม The Revolutionary Genius of Plants เป็นหนังสือที่น่าอ่าน และตัวอย่างความมีไหวพริบของพืชทำให้ตาพร่า หนังสือเล่มนี้ไม่เพียงแต่มีเนื้อหาเกี่ยวกับพฤกษศาสตร์เท่านั้น Mancuso ยังมีเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยทางประวัติศาสตร์และตัวอย่างร่วมสมัยที่แสดงให้เห็นว่าการดึงหน้าจากพืชมาแก้ปัญหาของมนุษย์ได้อย่างไร บทที่เกี่ยวกับความฉลาดแบบกระจายของรากพืช—คล้ายกับอาณานิคมของแมลงและเซลล์ประสาทในสมองของสัตว์—สัมผัสกับประชาธิปไตย วิกิพีเดีย และฟิสิกส์ควอนตัมจากฝูงชน เรื่องราวของเขามีบางอย่างสำหรับทุกคน: ผู้คลั่งไคล้พริกขี้หนู ผู้คลั่งไคล้ในอวกาศ และชื่นชอบสถาปัตยกรรม มีเรื่องดีๆ มากมายที่คุณเกือบจะยกโทษให้กับหนังสือเล่มนี้ได้เพราะไม่เป็นไปตามคำสัญญาของชื่อเรื่อง
สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ activeinksoftware.com