日本研究人员首次捕获“谈论”植物的实时镜头

2024-01-24

如果动物和人类可以说话，因为植物是生物，还有什么呢？如我们所知，它们不会产生任何声音，我们甚至没有听到他们内心的嘘声。但是，日本的研究人员发现植物可以互相“交谈”。

随着植物释放空气传播化合物的雾，一种无声的语言会展开，这是它们用于交流和防御的秘密代码。想象一下，这是一种嗅觉消息的一种形式，这些化合物会阻止食草动物和附近的潜在威胁植物。

植物真的可以说话吗？

自1980年代以来，科学家揭示了这些植物防御的奥秘，并在80多种植物物种中识别出它们。但是，拼图的关键部分仍然难以捉摸：植物如何接收和解释这些空气警报？

涉及分子生物学家Yuri Aratani和Saitama University的Takuya Uemura领导的日本研究人员的团队解决这一知识差距，采用了实时成像技术来见证植物对这些空中警告的复杂舞蹈，ScienceAlert。

在开创性的研究中，科学家通过使用泵系统细心将化合物从受伤的植物转移到未损坏的邻居。

他们采用荧光显微镜，观察到植物对毛毛虫发作对番茄植物和拟南芥thaliana触发的遇险信号的反应，这是一种普通的芥末家庭杂草。

为了放大他们的观察，研究人员使用了基因修饰的植物在钙离子增加的情况下含有荧光的生物传感器的细胞。

钙信号传导是人类细胞进行通信的一种方法，它为植物通信的复杂世界提供了一个窗口。

随着挥发性化合物沐浴未损坏的植物，团队发现了生动的反应 - 钙信号传导通过叶子层叠。值得注意的化合物Z-3-HAL和E-2-HAL作为拟南芥中钙信号的关键诱导剂出现。

研究人员更深入地研究了这些危险线索的主要响应者。通过在特定细胞中使用荧光传感器（防护剂，叶肉和表皮细胞）来设计拟南芥植物 - 他们发现，在植物表面上形成气孔的后卫细胞迅速启动了钙信号，然后是叶叶叶细胞。

此外，带有植物激素的预处理植物提出了一个启示，闭合气孔可显着降低钙信号传导。这表明，类似于植物鼻孔的气孔用于解码和放大空气传播消息。

研究的高级作家Masatsugu Toyota说：“从我们看来，这个空灵的通信网络在保护邻近的植物免受及时的威胁方面发挥了关键作用。”

该研究还表明，面纱已经在植物的错综复杂的对话中取消，展示了它们接收，解释和响应空中信号的能力。这丰富了我们对植物学领域复杂世界的理解。

要查看标题为“拟南芥中绿叶挥发性感觉钙转导钙转导钙转导”的完整研究，请访问nature.com有关更多详细信息。