محققان دریافتند

گیاهان با یکدیگر حرف می‌زنند / از ریشه‌ها به گوجه‌فرنگی‌ها با نشر سیگنال‌های الکتریکی!

محققان دانشگاه آلاما در یک بررسی تجربی و نظری سیگنال‌های الکتریکی بین گیاهان گوجه فرنگی را تشخیص دادند.

کد خبر: ۸۶۱۱۰۳

يکشنبه - ۲۲ تير ۱۳۹۹ / July 12, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، براساس تحقیقاتی که در دانشگاه آلاما انجام شده است، خاکی که بر روی آن قدم برمی‌داریم زنده است و توسط آن سیگنال‌هایی از یک گیاه به گیاهان دیگر فرستاده می‌شود.

دکتر یوری شتزل متخصص مهندسی کنترل و الکساندر ولکوف، استاد بیوشیمی دانشگاه اوکوود مقاله‌ای را با همکاری یکدیگر منتشر کرده‌اند که از آزمایش‌های فیزیکی و مدلسازی ریاضی برای مطالعه انتقال سیگنال‌های الکتریکی بین گیاهان گوجه‌فرنگی استفاده می‌کند.

دکتر ولکوف نشر سیگنال‌های الکتریکی درون و بیرون گیاهان را از طریق شبکه‌ای از همزیستی قارچ‌های ریشه که در خاک وجود دارند و بنظر می‌رسد به عنوان اجزا ترکیب کننده جریان برق عمل می‌کنند؛ بررسی کرد.

دکتر شتزل می‌گوید: «یکبار که درباره نشر سیگنال‌های الکتریکی بین ساقه و خود گیاهان از طریق خاک با ولکوف صحبت می‌کردیم، پیشنهاد دادم که یک مدار الکتریکی معادل و یک مدل ریاضیاتی مربوطه ایجاد کرده تا بتواند این فرآیند‌ها را توصیف کند.»

مذل ریاضی بر پایه سوالات عادی و جزئی مختلف است. دکتر شتزل مسئول ساخت مدل‌ها، شبیه‌سازی و ایجاد طرح‌هاست. اما استفاده از مدلسازی ریاضی فرآیند‌های ارتباطی چه فایده‌ای دارد؟ پاسخ بسیار ساده است: استفاده از مدلسازی ریاضی برای شبیه‌سازی فرآیند‌های مطالعاتی روی کامپیوتر‌ها به جای آزمایش‌های طولانی و گران بسیار مناسب است.

گیاهان سیگنال‌های برقی تولید می‌کنند که از قسمت‌های مختلف آن‌ها منتشر می‌شود. وقتی ریشه‌های گوجه‌فرنگی‌ها به طور تجربی با هوا از یکدیگر جدا می‌شوند، مقاومت ظاهری الکتریکی این فضای خالی بسیار بزرگ است.

دکتر شتزل بیان می‌کند: «سیگنال‌های الکتریکی از این فاصله‌ها عبور نمی‌کنند.» در این آزمایش دکتر ولکوف نیز دریافت که ریشه‌ها از ارتباط بین گیاهان جلوگیری کردند.

با این حال، آزمایشات دکتر ولکوف نشان می‌دهد، وقتی گیاهان در خاک هستند؛ مقاومت ظاهری زمین زیاد نیست و آن‌ها با فرستادن سیگنال‌های الکتریکی به یکدیگر از طریق شبکه‌های همزیستی قارچی درخاک ارتباط برقرار می‌کنند.

دکتر شتزل می‌گوید: «ما از طریق شبیه‌سازی، شبکه ارتباطی بین تنها دو گیاه را به صورت تجربی و تحلیلی مطالعه کردیم.» تحقیقات گیاهان گوجه‌فرنگی که بر مطالعات تجربی و مدلسازی ریاضی انتشار سیگنال‌های الکتریکی بین گیاهان یک گونه تمرکز کرده است؛ در‌های جدیدی از پرسش درباره ارتباط گیاهان از طریق گونه‌های قارچی به روی محققان باز می‌کند.

شتزل می‌گوید: «فکر می‌کنم به طور قطع امکان‌پذیر است که سیگنال‌ها از طریق شبکه‌های ریشه منتشر شوند و در یک زمین عادی یا خاک از یک گیاه گوجه‌فرنگی گسترش یابند. خاک در این جا نقش رسانا را بازی می‌کند.»

با این حال، ماهیت پیام‌های ارسال شده ناشناخته و امکان شناخت آن نیز فراتر از محدوده آزمایش است. شتزل خاطر نشان کرد: «هیچ مطالعه‌ای درباره پردازش شناختی سیگنال‌های برقی که توسط گیاهان عبور کرده و دریافت می‌شوند انجام نشده است. موضوع دیگر مطالعه ارتباط گیاهان با امواج الکتریکی از میان هواست که بحثی جداست و هنور مطالعه و بررسی عمیقی درباره آن صورت نگرفته است.»