Nestihli ste prednášku fyziológa rastlín Andreja Pavloviča? Pozrite si video.
V utorok 18. apríla 2023 v rámci cyklu Vedecká cukráreň v Centre vedecko-technických informácií Slovenskej republiky (CVTI SR) v Bratislave mal prednášku doc. Mgr. Andrej Pavlovič, PhD., ktorý pôsobí na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Palackého v Olomouci, kde sa venuje štúdiu fotosyntézy a elektrickej signalizácie rastlín.
Aj rastliny vedia prenášať elektrický vzruch
„Rastliny majú pomerne intenzívnu elektrickú komunikáciu, čo môže byť pre mnohých prekvapením,“ týmito slovami začal prednášku fyziológ rastlín Andrej Pavlovič. Aj keď rastliny nemajú rovnakú nervovú sústavu ako živočíchy, ktorej hlavnou bunkou prenosu informácií je neurón, neznamená to, že nevedia šíriť elektrické signály. Telo rastliny je prestúpené xylémom a floémom, čiže systémom trubičiek od koreňov až po nadzemnú časť. Sú to orgány tvorené malými perforovanými bunkami, ktorými sa šíria aj signály.
Medzi neurónmi je vzruch sprostredkovaný synaptickým spojením, keď predsynaptický neurón vypúšťa neuromediátory do synaptickej štrbiny, ktoré sa viažu na posynaptickú membránu druhého neurónu. Neurotransmiter sa naviaže na receptor, ten je často spriahnutý s iónmi, čím sa prenos posunie ďalej. Poznáme veľkú skupinu neurotransmiterov. Vedec upozornil na jeden z nich, konkrétne glutamát, ktorý je zapojený pri učení a ktorý sa naučili využívať aj rastliny.
Ako meriame elektrický signál v rastlinách?
Elektrický signál v rastline vedci zaznamenávajú buď extracelulárnym, alebo intracelulárnym spôsobom. Oba majú svoje výhody aj nevýhody. Extracelulárny je menej invazívny, je to akési vnútorné EEG: zaznamenáva sa bioelektrická aktivita množiny buniek a elektrická aktivita sa sníma po dlhší čas. Intracelulárna technika využíva známeho škodcu rastlín, vošky, ktoré svojím cicavým styletom nabodnú bunky floému. Voške sa potom odreže hlava a na stylet sa napojí elektróda. Ide teda o invazívnu techniku.
V súčasnosti sa využívajú zobrazovacie techniky, ktoré sú čoraz populárnejšie, medzi nimi je aj bioluminiscencia. Pri nej výskumníci využívajú fotoproteín ekvorín z medúzy Aequorea victoria.
Druhy, ktoré slúžia na výskum
Andrej Pavlovič predstavil modelové druhy, ktoré sa využívajú v rastlinnej fyziológii. Jednou z nich je Mimosa pudica, citlivka, ktorá reaguje na akýkoľvek podnet a generuje elektrické signály. Odpoveďou je sklápanie lístkov. Ide o systémové šírenie z listu do listu, ktoré rastlina používa ako ochranný mechanizmus. „Kobylky totiž nemajú o zvädnutý list záujem a potravu idú hľadať ďalej,“ vysvetlil Pavlovič. Rastliny okrem toho veľmi rýchlo zatvárajú svoje prieduchy (ktoré inak slúžia na prenos plynov), lebo je to cesta pre patogény. Tým sa rastliny chránia.
Druhým modelovým druhom, ktorý Pavlovič predstavil, boli rastliny z čeľade ľuľkovité (Solanaceae), kam patria napríklad paradajky alebo tabak. Na nich sa zistila ďalšia zaujímavá vec: elektrické signály spúšťajú hormóny – kyselinu jasmónovú alebo abscisovú. Kyselina jasmónová spúšťa aktiváciu transkripcie génov, ktoré súvisia s obranou, napríklad v tabaku indukuje tvorbu nikotínu. Herbivornému druhu nikotín nechutí, a tým rastline poskytuje dobrý obranný mechanizmus. Kyselina jasmónová je volatilná látka, to znamená, že sa vypúšťa do prostredia a vie tak informovať iné rastliny, ktoré v predstihu syntetizujú obranné látky. Čiže rastlina prostredníctvom signálnej dráhy informuje susedné listy.
Rastliny vieme uspať anestetikami
Niektoré typy anestetík pôsobia aj na rastliny, napríklad lokálne anestetikum lidokaín alebo dietyléter. Pod ich vplyvom rastliny nereagujú na mechanický podnet, nevedia, že sa po nich pohybuje hmyz. Anestetiká inhibujú prenos elektrického signálu a po ich odstránení je rastlina opäť schopná vnímať podnety.
(JM)
