Ubat parasit ini membantu tumbuhan berkomunikasi

Tumbuhan secara senyap-senyap berkomunikasi di sekeliling kita. Sesetengah menghantar isyarat kimia melalui udara, contohnya, dan banyak bergantung pada internet bawah tanah yang dibina oleh kulat tanah.

Dan beberapa, kajian baru mendapati, boleh menggunakan anggur parasit sebagai kabel komunikasi. Para parasit mungkin berbahaya, tetapi mereka juga menghubungkan beberapa tumbuhan ke dalam rangkaian, dan ini "tuan rumah yang dihubungkan dengan jambatan" seolah-olah memanfaatkan dengan berkomunikasi melalui anggur.

Parasit dalam kajian ini adalah tanaman meremajakan, aka Cuscuta, genus kira-kira 200 spesies dalam keluarga kemuliaan pagi. Mereka tidak kelihatan seperti pada awalnya, mula-mula naik dari tanah sebagai tendril nipis tanpa akar atau daun. Pertumbuhan mereka bergantung pada mencari tuan rumah, yang mereka lakukan dengan menghidu bau dari tumbuh-tumbuhan yang berdekatan. (Mereka juga boleh menggunakan aroma untuk menjejaki tuan rumah kegemaran mereka, seperti tomato dan bukannya gandum.)

"Sungguh luar biasa untuk melihat tumbuhan ini mempunyai tingkah laku yang hampir seperti haiwan ini, " penyelidik biokomunikasi Consuelo M. De Moraes memberitahu NPR pada tahun 2006.

Sebaik sahaja ia mendapati tuan rumah yang sesuai, pengumpalan membungkus di sekeliling batang dan menyisipkan seperti "haustoria" ke dalam sistem vaskular tumbuhan. Dengan sedikit atau tidak klorofil sendiri, penguin harus minum nutrien dari tuan rumahnya seperti vampir. Ini membolehkan tendril kecil tumbuh menjadi kusam yang merebak (digambarkan di bawah), yang telah mendapat julukan yang menyenangkan seperti syaitan, tali pinggang, hellbine dan rambut penyihir.

Campur tangan anggur

Cuscuta pentagona, spesies pengelupasan Amerika Utara, tergantung dari pokok-pokok di Illinois. (Foto: Quang Nguyen Vinh / Shutterstock)

Pengeluh boleh berakhir dengan taringnya di banyak tuan rumah, membentuk kelompok tumbuhan yang berkaitan yang mungkin termasuk pelbagai spesies. Seperti yang dilaporkan oleh Ed Yong di Atlantik, satu pokok penghalang tunggal mampu menghubungkan berpuluh-puluh tuan bersama-sama. "Di makmal kami, kami boleh menyambung sekurang-kurangnya 100 tumbuhan kacang soya dengan anak benih, " ujar pengarang bersama Jianqiang Wu, seorang profesor botani di Akademi Sains Cina, memberitahu Yong.

Para parasit dikenali untuk mengambil air, nutrien, metabolit dan mRNA dari tuan rumah mereka, dan jambatan mereka "bahkan memudahkan pergerakan virus tuan rumah kepada tuan rumah, " kata penulis kajian tersebut. Tetapi, seperti yang mereka laporkan di Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, jambatan itu juga seolah-olah meningkatkan kebolehan komunikasi tuan rumah.

Dan mereka tidak hanya membolehkan perbualan terbiar: Rangkaian penghubung "tuan rumah yang dihubungkan dengan jambatan, " seperti yang dijawab oleh para penyelidik, boleh melakukan perkhidmatan komuniti yang berharga, seperti amaran satu sama lain mengenai serangan dari ulat-daun ulat.

Membina jambatan

Anggur Dodder adalah meluas, tetapi kepelbagaian mereka adalah yang paling tinggi dalam iklim panas dan lembap. (Foto: Julia Pivovarova / Shutterstock)

Banyak tumbuhan mampu menahan serangga herbivora, menggunakan pelbagai taktik untuk memberi amaran kepada jiran-jiran mereka serta mempertahankan diri. Mereka boleh menghasilkan toksin bertentangan, contohnya, mengumpul pelbagai bahagian tumbuhan untuk menyelaraskan tindak balas sistemik.

"Herbivori serangga bukan sahaja mengaktifkan pertahanan di tempat makan, " tulis para penyelidik, "tetapi juga menginduksi isyarat mudah alih yang tidak diketahui yang bergerak melalui vasculatures" ke bahagian lain daun yang rosak serta daun dan akar yang tidak rosak.

Oleh kerana tumbuhan menghantar isyarat ini melalui sistem vaskular mereka, para penyelidik tertanya-tanya sama ada pokok penghalang boleh secara tidak sengaja berkongsi di kalangan tuan rumahnya, mewujudkan saluran lain untuk komunikasi. Untuk mengetahui, mereka meletakkan dua tanaman kacang soya di dekat satu sama lain dan membenarkan kedua-duanya menjadi parasit oleh pengayun Australia (Cuscuta australis), yang kemudiannya membentuk jambatan antara kedua tuan rumah.

Larva dan peperangan

Kajian ini menggunakan larva lutut Spodoptera, ulat ulat atau cacing bunga kapas. (Foto: daya tarikan / Shutterstock)

Seterusnya, mereka memakan salah satu tanaman soya dengan ulat, sambil mengekalkan perosak pasangannya. Kilang kedua tidak mengalami sebarang gigitan, tetapi apabila para penyelidik memeriksa daunnya, mereka mendapati ia telah mengendalikan beratus-ratus gen - kebanyakannya menyandikan protein anti-serangga yang sering digunakan ketika berada di bawah serangan.

Apabila penyelidik membiarkan ulat menyerang kacang kedelai kedua, ia "secara konsisten memperlihatkan ketahanan terhadap serangga, " mereka menulis, menunjukkan pertahanan pre-emptive terbayar. Tetapi apa yang mencetuskan pertahanan itu? Untuk melihat sama ada tuan rumahnya benar-benar menghantar peringatan melalui pokok parasit, mereka melakukan eksperimen yang sama tanpa jambatan penghalang - dan mendapati tiada protein serangga atau peningkatan rintangan pada tuan rumah kedua. Mereka juga menguji isyarat udara di antara dua loji kacang soya yang tidak berkaitan, tidak menemui sebarang amaran seperti antara jambatan yang dihubungkan dengan jambatan.

Anggur Dodder mungkin tidak menyaingi kabel data berkelajuan tinggi, tetapi mereka menghantar isyarat tuan rumah mereka dalam masa 30 minit, laporan penyelidik. Ubin juga boleh membawa isyarat dalam jarak jauh - sekurang-kurangnya 10 meter (33 kaki) - dan juga antara tuan rumah dari spesies yang berlainan, seperti rockcress dan tembakau.

Ambil pengatur anda untuk bekerja

Lembaran nipis penguin chaparral tumbuh di tumbuh-tumbuhan di Costa Mesa, California. (Foto: Emilie Chen / Flickr)

Memandangkan ulat boleh mengeja bencana untuk tanaman soya, amaran seperti ini kelihatan seperti manfaat yang cukup besar. Walau bagaimanapun, parasit masih menjadi parasit, tetapi istilah bagi organisma yang mengekalkan diri mereka dengan mengorbankan tuan rumah mereka. Menurut penulis kajian, seorang pengayuh mungkin membahayakan mangsa lebih daripada membantu mereka.

Namun parasit juga mempunyai insentif untuk menjaga tuan rumah mereka hidup dan berdaya maju, kerana mereka bergantung kepada mereka untuk sokongan jangka panjang. Dan walaupun kesan bersihnya negatif, penulis mencatat bahawa beberapa parasit menawarkan manfaat selain tidak membunuh tuan rumah mereka. Cacing bulu telah ditunjukkan untuk meningkatkan kesuburan manusia, contohnya, sementara helminths lain dapat mengurangkan autoimun dan alahan pada tuan rumah manusia.

Dibungkus oleh pelacak pasti mengambil tol, tetapi anggur "boleh mengurangkan kos kecergasan berasaskan sumber dengan memberikan manfaat berasaskan maklumat kepada tuan rumah mereka, " tulis para penyelidik. Dan parasit juga akan memberi manfaat, "memandangkan tuan rumah yang dipertahankan dan bersedia yang lebih baik dapat menyediakan Cuscuta dengan lebih banyak nutrien daripada tuan rumah yang tidak terjaga atau naif dalam menghadapi herbivora yang cepat menyebar."

Walau bagaimanapun, mereka menambah, anggur pengelompong adalah generalis yang boleh menargetkan pelbagai tumbuhan, dan perkhidmatan rangkaian mereka mungkin satu kebetulan, bukan tindak balas bersama. Lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk benar-benar memahami hubungan ini, kata para penyelidik, termasuk betapa tepatnya isyarat tuan rumah itu tersebar, berapa banyak faedah pengeluar mengimbangi kosnya, dan sama ada faedah tersebut adalah "ekologi secara bermakna."

Sementara itu, penyelidikan seperti ini dapat membantu menggambarkan bagaimana ekosistem di sekeliling kita - termasuk tumbuh-tumbuhan yang pasif - lebih canggih daripada yang mereka nampak.

Artikel Berkaitan