植物が互いに「話している」姿が初めて映像に捉えられました。 • Earth.com

日本の研究者が隣人に防御反応を伝達する植物のリアルタイム映像を捉え、植物通信分野で画期的な発見をしました。

この重要な成果は、分子生物学者のトヨタ・マツツグ（Masatsugu Toyota）が主導したことです。 埼玉大学ジャーナルに掲載されました。 ネイチャーコミュニケーションズ。

揮発性有機化合物

今回の研究の画期的な発展は、機械的損傷や昆虫攻撃を受けた他の植物から放出された揮発性有機化合物（VOC）に無傷の植物が反応することを観察することにあります。

この研究にはPh.D.のYuri Arataniが参加しました。 博士後研究者の上村拓也（Takuy​​a Uemura）がコアチームメンバーとして活動しています。

「植物は、機械的または草食動物によって被害を受けた近隣植物が放出する揮発性有機化合物（VOC）を検出し、さまざまな防御反応を誘導します。 これらの植物間のコミュニケーションは環境の脅威から植物を保護します。」と著者は説明しました。

植物のコミュニケーションを研究する

実験設定には、葉と幼虫が入った容器と、別のチャンバーハウジングに接続されたエアポンプが含まれた。 ベビーポールマスタードとの一般的な雑草。

シロイヌナズナ植物は、ストレストランスポーターとして機能するカルシウムイオンを検出すると緑色蛍光を発するように遺伝子操作されました。

研究チームは、蛍光顕微鏡を使用して、損傷した葉からVOCを受けた後に無傷の植物が放出するシグナルを監視することができました。

公衆警告メッセージ

この研究は1983年に記録された植物コミュニケーションの初期の観察に基づいており、これは科学界内で重要な議論を引き起こしました。

トヨタは「私たちは脅威を受けた隣人から空中に飛んでくる「警告メッセージ」に植物がいつ、どこで、どのように反応するかについての複雑な話をついに公開しました」と明らかにしました。

彼は、近隣の工場に差し迫った脅威を時期的に知らせる上で、この見えない通信ネットワークの重要な役割を強調しました。

要約すると、トヨタの研究は、植物系内の複雑で微妙な相互作用に注目し、同時に生態学的関係と植物防御メカニズムの理解を広げます。

プラントコミュニケーションの詳細

上で議論したように、植物のコミュニケーションの世界は、化学信号、光メッセージ、電気ショック、およびネットワークに接続された根が植物の生存と相互作用に重要な複雑な言語を生成する領域です。

それでは、植物がコミュニケーションする複雑な方法、すなわち植物の生命の私たちの伝統的な理解に挑戦する植物学の魅力的な側面を詳しく見てみましょう。

植物の化学言語

植物コミュニケーションの鍵は、化学信号の使用です。 この記事の前半で説明したように、植物はさまざまな揮発性有機化合物（VOC）を空気中に放出します。

VOCは近くの工場でメッセージとして機能します。 干ばつや害虫攻撃などの環境条件に関する情報を伝えることができます。

たとえば、植物が草食動物の攻撃を受けると、近くの植物が検出できる特定のVOCが放出されます。

これらの近隣の植物は、シグナルを受け取ると同様の攻撃を予測することで、独自の化学防御を強化することができます。

警報信号および防御対応

プラント通信の最も興味深い側面の1つは、アラーム信号伝送です。

植物が物理的損傷を受けると、遭難信号を送信するVOCを放出します。

これは周囲の植物に潜在的な危険を警告するだけでなく、植物に害を及ぼす害虫の自然捕食者を引き付けます。

本質的に植物は生存のための戦いで助けを求め、同盟を募集できます。

電気信号によるプラント通信

植物はまた、動物の神経系を連想させる方法である電気信号を介して通信します。

植物がストレスを受けたり損傷したりすると、植物構造全体に電気ショックが発生します。

これらの信号は、干ばつの状況で水分の損失を防ぐために細孔を閉じるなど、植物の生理学的変化を引き起こす可能性があります。

ウッドワイドウェブ：地下プラントネットワーク

土壌の下では、植物は根と関連する真菌ネットワークを介して複雑な形のコミュニケーションに参加し、それをしばしば「ウッドワイドウェブ」と呼びます。

このネットワークは、主に他の植物の根を結ぶ菌根菌によって形成されています。 これらの接続により、植物は栄養素、水、情報を共有できます。

たとえば、栄養不足を経験している植物は、この地下ネットワークを介して近隣の植物から供給されます。

これらの共生関係はコミュニケーションを促進するだけでなく、支援的な植物コミュニティをもたらします。

生態系における植物コミュニケーションの役割

植物のコミュニケーションを理解することは、生態系のダイナミクスを理解するために重要です。

これは、植物の群れが環境問題にどのように対応するか、害虫や気候変動などの障害に直面してどのように回復力を発揮できるかを説明するのに役立ちます。

この知識は、健康的な植物のコミュニケーションとさらに生態系の健康を支援する慣行を導くことができるので、農業、林業、保全に非常に重要です。

緑の世界の秘密言語の理解

要約すると、植物のコミュニケーションは、地球上の生命体の複雑さと相互接続性の証拠です。

化学信号を放出し、電気刺激を生成し、地下ネットワークを形成することによって、植物は生存に不可欠なほど複雑な形態の会話に参加します。

私たちがこの隠された言語を探求し理解し続けると、私たちは科学的な洞察力だけでなく、植物の驚くべき世界についてより深い理解を得ます。

葉と根を通して鳴り響く静かなささやきのこの静かな交響曲は、私たちの周りでしばしば目立たない洗練された生活の過程を目覚めさせる役割を果たします。

ビデオクレジット: Masatsugu Toyota/埼玉大学

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