植物知道“接触的时刻”和“分离的时刻”
此次,研究团队对拟南芥(Arabidopsis thaliana)和烟草(Nicotiana tabacum)等12种植物进行了共84次触觉测试。
这些植物是预先种植的,含有钙传感器。
钙传感器是一种技术,可以在触摸植物时可视化细胞内钙离子的运动。
在触觉测试中,植物叶子被放在显微镜下,被称为微悬臂梁的超薄玻璃棒被用来刺激单个细胞。
反应因玻璃棒的强度和长度而异,但它们的共同点是它们在触摸和松开时的反应。
在 30 秒内,被玻璃棒接触的植物细胞会缓慢地将细胞内钙离子波传递给邻近的细胞。
经证实,钙离子波从接触点开始呈同心圆状扩散,并持续约 3 至 5 分钟。
这是触摸时发生的“钙离子慢波”。
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当玻璃棒进一步远离接触点时,更快的同心波几乎在瞬间产生并在一分钟内消失。
这是离开时出现的“快速钙离子波”。
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研究小组指出,造成这一波钙离子的原因是“植物细胞内的压力变化”。
动物细胞的设计使得施加的压力可以通过细胞膜,但植物细胞具有坚固的细胞壁,不易破裂,因此即使轻轻触摸也会暂时增加细胞内的压力。
为了验证这个压力理论,我在植物细胞中插入了一个特殊的装置,机械地增加和减少压力。
结果证实,当玻璃棒被触摸和移除时,会产生相同的钙离子波。
因此,植物似乎通过细胞内压力的变化来区分触摸和释放。
首席研究员 Michael Knoblauch 说:
“包括人类在内的动物可以通过神经细胞感知触觉。
然而,没有神经的植物却具有如此敏锐的敏感度,能够如此细致地检测触觉,真是令人惊奇。”
敏锐的触摸有什么好处?
另一方面,尚不清楚辨别何时触摸某物和何时移除某物之间的区别有什么好处。
已经有许多关于植物触觉的研究,但大多数都表明触觉对植物有一定的好处。
例如,当植物叶子感觉到它被毛虫咬伤时,它会分泌昆虫不喜欢的化学物质。
然后,在对含羞草的研究中,当一片叶子受损时,它会向整个身体发出电信号,然后叶瓣关闭以保护自己免受昆虫的伤害。
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由于这次发现的新触觉反应不像 Ojigisou 那样以可见形式出现,因此可能是植物内部交换的信息。
下一步,研究小组计划阐明触摸产生的钙离子波对植物细胞和基因的影响。
但是,可以肯定的是,植物会感知我们的身体触觉。