Rośliny zapamiętują "świetlne" informacje

Rośliny dysponują specyficznym rodzajem pamięci, która jest wyrazem pewnej formy inteligencji - odkrył zespół naukowców kierowany przez prof. Stanisława Karpińskiego z Katedry Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie.

Badacze ustalili, że roślinne liście - cenne dla nich informacje zapisane w świetle - potrafią przekazać do innych części rośliny i je zapamiętać. Zdolność zapamiętywania tych informacji pomaga roślinom uodpornić się na wiele różnych sezonowych chorób.

- Do tej pory sądzono, że jeśli na roślinę zaświeci się silniejszym światłem to zareaguje ona zaledwie przez chwilę. Okazało się jednak, że gdy wygasimy światło, to roślina w dalszym ciągu jest aktywna - powiedział PAP Karpiński. Zdaniem naukowca, oznacza to, że zapamiętała informacje zapisane w świetle.

Jednak, zanim takie informacje zostaną zapamiętane, muszą dotrzeć do wszystkich części rośliny. Choć zakodowaną w świetle wiadomość przede wszystkim odbierają liście lub ich części - wystawione na pełne słońce - to rośliny wypracowały system, powodujący że wkrótce wszystkie ich części są "odpowiednio poinformowane".

Jest to bardzo ważne - podkreśla badacz - bo przecież w koronach drzew, czy krzewach większość liści pozostaje w cieniu, przysłonięta innymi liśćmi. - Jeden sektor liścia, może przesłać informację do drugiego sektora liścia, ale również na całą roślinę: od koniuszka korzenia po szczyt drzewa - opisuje Karpiński.

Do czego rośliny wykorzystują taką świetlną informacje i czym ona właściwie jest? - Odkryliśmy, że informację o natężeniu światła zawartą w fotonach roślina przetwarza na informację chemiczną, która umożliwia roślinom ochronę przed chorobami - wyjaśnia naukowiec. Jak tłumaczy, rośliny wykorzystują światło m.in. do ochrony przed różnymi chorobami, na które są narażone. - Światło może je zaimmunizować - dodaje.

Dzięki działającemu w ten sposób systemowi, w sezonie, gdy świeci silne słońce, prawdopodobieństwo, że roślina zapadnie na chorobę, na którą nie jest genetycznie uodporniona, jest bardzo małe. - Rośliny mają wówczas niesamowicie podwyższony próg infekcyjności - zaznacza Karpiński.

Odkrycie badaczy, jest tym ważniejsze, że do tej pory uważano, iż aby roślina nabrała odporności na daną chorobę, musi najpierw wystąpić czynnik chorobotwórczy, który ją uodporni.

W jaki sposób przebiega cały proces przekazywania i zapamiętywania informacji? - Cały czas myśleliśmy, że informacja - której źródłem jest światło - jest wysyłana w postaci hormonów i sygnałów chemicznych. Tymczasem odkryliśmy że jest wysyłana sygnałem elektro-chemicznym, tak jak w naszych wiązkach nerwowych - tłumaczy Karpiński. Dlatego system ten można porównać do ludzkiego systemu nerwowego. Badacz tłumaczy, że komórka roślinna raz aktywowana przez słońce wywołuje całą kaskadę reakcji. - W komórkach roślin znajdują się m.in. chloroplasty, które w procesie fotosyntezy zamieniają energię słoneczną na energię chemiczną. A chloroplasty generują również ładunek elektryczny, który jest właśnie tą przekazywaną z liścia na liść informacją - opisuje naukowiec.

- Za przekazywanie tej informacji do innych części rośliny odpowiadają tzw. komórki wiązki okołopochwowej, otaczające nerwy liści. Można je porównać do ludzkich komórek nerwowych - mówi Karpiński. Naukowiec zwraca uwagę, że prymitywne roślinne systemy nerwowe opisywano już w 1925 roku, ale nikt dotychczas nie dostrzegł, że ten system reaguje na światło. - Mówiąc w uproszczeniu, w całym procesie światło jest częściowo zamieniane na prąd elektryczny, czyli sygnał elektrochemiczny. To jest kompletnie nowe odkrycie - podkreśla Karpiński.

Jak dodaje, by cały system przekazywania i zapamiętywania informacji zaistniał, roślina musi działać niczym biologiczny komputer kwantowy, który umożliwi przeliczenie absorbowanych fotonów i ich energii, a potem przeprowadzenie procesu immunizacji.

Prace badawcze zespołu Karpińskiego przeprowadzono w ramach programu "Welcome" Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Odkrycia mogą się przyczynić do opracowania nowatorskich biotechnologicznych rozwiązań pozwalających na zwiększenie asymilacji dwutlenku węgla i produkcji tlenu. Umożliwią również poprawienie odporności roślin na niektóre choroby.