科学者たちは植物がどのようにコミュニケーションするかを初めて撮影しました – ぜひ見てください

ほとんどの植物は、風に揺れて光合成を行う方法しか知らないように思えるかもしれません。 実際、これらは互いに通信することもできる複雑な生物です。 1980 年代に遡り、植物の防御機構を研究していた研究者らは、80 種に差し迫った危険についての信号を伝達する能力があることを発見しました。 ある昆虫が植物の葉にとまると、その昆虫は間違いなく緑色の仲間に警告するとします。 科学者たちはこの情報がどのように伝達されたかをすでに知っていましたが、他の植物が警告にどのように反応したかは謎のままでした。 最近、新しい科学研究の著者らは、この謎を解決しただけでなく、ビデオで撮影することにも成功しました。

植物はどのようにコミュニケーションをとっているのでしょうか？

科学的に 証明された害虫が葉や茎に着くと、植物は揮発性化合物を周囲の空間に放出します。それらは昆虫を撃退するためと他の植物に危険を警告するために必要です。 化学物質は気孔や損傷した葉から放出されると考えられています。

危険があると、植物は「警告」化学物質を空気中に放出します。

科学者たちは、危険信号が空気を介して伝達されることを長年知っていました。 しかし、他の植物がこれらの警告にどのように反応したかはわかりませんでした。 埼玉大学（日本）の生物学者荒谷友里氏と上村拓也氏は、この知識のギャップを埋めることを考えました。 彼らは実験を行い、その結果は科学雑誌に掲載されました ネイチャーコミュニケーションズ。

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植物の防御機構

研究の一環として、彼らは遺伝子組み換えトマトと、南極を除くすべての大陸に生える小さな開花植物である視床に毛虫を配置した。 この植物は、カルシウムイオンの流入を感知すると細胞に埋め込まれた粒子（バイオセンサー）が光るように改造されていた。 人間と同様に、植物の葉や茎に含まれるカルシウムイオンは、さまざまな信号の伝達に関与しています。

Интересный факт: в 2022 году ученые использовали этот же метод в рамках научной работы, которая показала, как мимозы двигают листьями после прикосновения к ним — таким образом, они отпугивают от себя вредителей.

蛍光顕微鏡で光る遺伝子組み換え植物

研究著者らが昆虫を1つの植物の葉の上に置いた後、昆虫は上記の化学物質を空気中に放出した。 科学者らによると、これは害虫が出現してから数秒以内に起こったという。 研究者らは、蛍光顕微鏡を使用してこのプロセス全体を撮影しました。蛍光顕微鏡は、カルシウムイオンの存在下で発光するバイオセンサーを捉えることができました。

ビデオによるプラントコミュニケーション

このビデオでは、毛虫の被害を受けていない植物が、カルシウムイオンの噴出による警告にどのように鋭く反応したか、葉の上をスムーズに駆け抜けていく様子がはっきりと示されています。 科学者らは追加のセンサーを使用して、植物がZ-3-HALおよびE-2-HALと呼ばれる化合物に最も強く反応することを発見した。 科学者たちはまた、気孔が形成される豆の形をした細胞が警告信号に最初に反応することも判明した。 葉の内部組織を構成する細胞も脅威信号に反応します。

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最後に、研究者らは植物の葉を気孔を閉じる物質で処理することで同じ実験を試みた。 新しい条件での経験から、この場合、植物の「コミュニケーション」が著しく複雑になることがわかっています。 したがって、葉にあるこれらの小さな穴は、植物内の化学物質の送受信に関与しています。

人間の目から隠されたこの通信ネットワークは、近隣の植物を差し迫った脅威からタイムリーに保護する上で重要な役割を果たしています。 結論付けた 科学的著作の著者。

植物も悲鳴を上げる可能性があることは注目に値します。 これはストレスを感じているときに起こりますが、この叫び声の周波数は 20,000 Hz を超えるため、人々はこの叫び声を聞くことができません。 人間の耳はそのような波を感知できませんが、現代のオーディオ機器は感知できます。 2023年、私の同僚のアンドレイ・ジューコフは、植物には不快な感覚の影響下で悲鳴を上げる能力があることを証明した実験について詳しく語った。 興味のある方はぜひ資料を読んでみてください 「ストレスがかかると、植物は超音波で“叫び”ます。」 あなたは間違いなく自分自身のために何か新しいことを学ぶでしょう！