Kleine Gehirne helfen Samen, zu entscheiden, wann sie keimen sollen

Laut einer neuen Studie der Universität von Birmingham in England können Pflanzensamen mithilfe von Miniatur-"Gehirnen" entscheiden, ob sie jetzt keimen oder auf mehr warten sollen. Obwohl diese „Gehirne“ nicht wie herkömmliche graue Substanzen sind, verwenden sie dieselbe Architektur, um Informationen basierend auf Hormonsignalen zu verarbeiten.

Bambus denken

Einer der Mitautoren der Studie, George Bassel, sagt, dass Menschen Entscheidungen anhand kleiner Gruppen von speziellen Zellen in bestimmten Bereichen des Gehirns treffen. Samen nutzen den gleichen Mechanismus wie die Zellen des Nervensystems. Die Wissenschaftler wurden zu dieser Schlussfolgerung durch die Tatsache geführt, dass die Samen unter den für sie günstigsten Bedingungen keimen. Um zu verstehen, worauf sie diese Entscheidung stützen, erstellten die Forscher einen digitalen Atlas aller Zellen im Samen der Talus rezovidka-Pflanze.

Als Ergebnis stellte sich heraus, dass zwei Hormone, die bei der Keimung eine Rolle spielen - Gibberellin (GA) und Abscisinsäure (ABA) - an der Spitze der Samenwurzel produziert werden. Das Hormon GA ist verantwortlich für den Befehl "nicht wachsen" und das Hormon ABA - für den Befehl "vorwärts". Zwischen den beiden Zellabschnitten, die diese Hormone produzieren, wurden ständig Signale nach dem Prinzip des Tauziehens weitergeleitet. Anfangs war das GA-Hormon stärker und die Samen warteten geduldig auf günstigere Bedingungen. Als sich die Bedingungen verbesserten, wurden die Signale von der ABA-Sektion stärker und infolgedessen kam ein kritischer Moment, nach dem die Samen sprossen.

Die Wurzeln des Geistes

Nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet das menschliche Gehirn. In der motorischen Zone der menschlichen Großhirnrinde lösen zwei separate Regionen ein "go" - oder "no" -Signal aus, das entweder zur Bewegung der Entscheidung beiträgt oder diese verhindert. Ein ähnlicher Mechanismus besteht bei Tieren.

Das Interessanteste daran ist, dass diese Mechanismen in Tieren und Pflanzen unabhängig voneinander auftraten: Ihr letzter gemeinsamer Vorfahre war ein einzelliger algenähnlicher Organismus, der vor 1,6 Milliarden Jahren lebte, und sie konnten eindeutig keine solch komplexe Nervenaktivität daraus ableiten.

Wissenschaftler haben zuvor die Idee des "Denkens" von Pflanzen bestätigt. Studien haben gezeigt, dass Sämlinge von den Geräuschen bestimmter Frequenzen angezogen werden oder ihr Wachstum beschleunigen, wenn wettbewerbsfähige Arten in der Nähe sind. Und die Ergebnisse der Experimente von 2007 zeigen, dass Pflanzen miteinander kommunizieren können, wenn Gefahr in der Nähe ist.

Im Verlauf von Experimenten mit Samen konnte das Team die Aktivität von Hormonen verändern und zeigen, dass durch die Manipulation des Niveaus und der Häufigkeit der Übertragung von Hormonsignalen die Keimung gesteuert werden kann. Dies eröffnet enorme Möglichkeiten für die Züchtung von Pflanzensorten, die resistenter gegen äußere Erscheinungen sind.