Små hjärnor hjälper frön att avgöra när de ska spira

Växtfrön kan använda miniatyrhjärnor för att bestämma om de ska spira nu eller vänta på mer, säger en ny studie från University of Birmingham i England. Även om dessa hjärnor inte är som traditionell gråmaterial använder de samma arkitektur för att bearbeta information baserad på hormonsignaler.

Tänkande bambu

En av medförfattarna till studien, George Bassel, säger att människor fattar beslut med små grupper av speciella celler i vissa delar av hjärnan. Frön använder samma mekanism som cellerna i nervsystemet. Forskare leddes till denna slutsats av att frön groddar under de mest gynnsamma förhållandena för dem. För att förstå vad de baserar detta beslut på skapade forskarna en digital atlas av alla celler i frön från Tal Rezhovidka-anläggningen.

Som ett resultat visade det sig att två hormoner som spelar en roll i groddning - gibberellin (GA) och abscisinsyra (ABA) - produceras i spetsen av fröroten. Hormonet GA ansvarar för kommandot "växa inte" och hormonet ABA ansvarar för kommandot "framåt". Mellan de två sektionerna av celler som producerar dessa hormoner passerade signaler ständigt längs principen om dragkamp. Till en början var GA-hormonet starkare och fröna väntade tålmodigt på mer gynnsamma förhållanden. När förhållandena förbättrades blev signalerna från ABA-sektionen starkare och som ett resultat kom ett kritiskt ögonblick, varefter frön grodde.

Sinnets rötter

Enligt en liknande princip fungerar den mänskliga hjärnan. I motorzonen i det mänskliga hjärnbarken initierar två separata regioner en "go" eller "no" signal, antingen underlättar eller hindrar beslutet att flytta. En liknande mekanism finns hos djur.

Det mest intressanta med detta är att dessa mekanismer i djur och växter dök upp oberoende av varandra: deras sista gemensamma förfader var en encelliga algliknande organism som levde för 1,6 miljarder år sedan, och de kunde uppenbarligen inte anta en så komplex nervaktivitet från den.

Forskare har tidigare bekräftat idén att "tänka" på växter. Studier har visat att plantor dras till ljudet av vissa frekvenser eller påskyndar deras tillväxt om det finns konkurrerande arter i närheten. Och resultaten från 2007-experimenten säger att växter kan kommunicera med varandra när fara finns i närheten.

Under experiment med frön kunde teamet ändra hormonaktiviteten och visade att genom manipulering av nivå och frekvens för överföring av hormonsignaler kan spiring kontrolleras. Detta öppnar enorma möjligheter inom avelsväxtsorter som är mer resistenta mot yttre manifestationer.