Americkí vedci dokázali, že semená rastlín sú schopné vnímať zvuk dažďa. Akustické vlny z padajúcich kvapiek vibrujú intracelulárnymi gravitačnými senzormi a upozorňujú rastlinu na prítomnosť vody na povrchu. Tento efekt urýchľuje klíčenie ryže o 30 %.
Semeno nachádzajúce sa pod zemou sa priestorovo orientuje vďaka gravitropizmu: špecializované koreňové bunky obsahujú statolity – ťažké škrobové zrná. Pod vplyvom gravitácie tieto zrná klesajú do bunky, spočívajú na membráne a určujú smer rastu. Biológovia vedeli, že silné priemyselné vibrácie, napríklad z poľnohospodárskych strojov, trasú statolitmi a urýchľujú klíčenie. Schopnosť semien reagovať na prirodzené zvuky prostredia však predtým nebola skúmaná.
Autori štúdie publikovanej v časopise Scientific Reports naznačili, že zvuk dažďových kvapiek tiež ovplyvňuje statolity a stimuluje rast semien. Vedci vykonali experimenty so semenami ryže (Oryza sativa). Semená boli umiestnené na dno nádrží naplnených vodou, čím simulovali mláky, v ktorých tento druh klíči v prírode. Voda kvapkala na povrch a simulovala dážď. Pomocou podvodných mikrofónov výskumníci zaznamenali akustický tlak a potom porovnali rýchlosť klíčenia semien s kontrolnou skupinou, ktorá bola držaná v absolútnom tichu.
Experiment ukázal, že zvuk dažďa urýchľuje klíčenie semien o 24 – 37 percent. Zvuk kvapky dopadajúcej na vodu alebo mokrú pôdu vytvára pod povrchom silný akustický impulz, porovnateľný tlakom s revom prúdového motora vo vzduchu.
Keďže počas dažďa nie je možné pozorovať pohyb statolitov vo vnútri živého semena, inžinieri z MIT použili biofyzikálne matematické modelovanie. Vypočítali kinetickú energiu prenesenú zo zvukovej vlny do rastlinných buniek. Systém diferenciálnych rovníc ukázal, že akustický náraz z kvapky je dostatočný na prekonanie viskozity intracelulárnej tekutiny. Zvuková vlna spôsobuje, že statolity poskakujú a pohybujú sa o vzdialenosti od 10 do 600 nanometrov. Táto mikroskopická vibrácia vedie k prerušovanému kontaktu medzi škrobovými zrnami a receptormi na bunkovej membráne, čo spúšťa hormonálne mechanizmy pre zrýchlený rast.
Fyzikálny model tiež odhalil kritické obmedzenie: akustický mechanizmus funguje iba v hĺbke do piatich centimetrov. Pod touto hĺbkou sa zvuková vlna rozptýli a zastaví pohyb statolitov. Výskumníci poznamenali, že ide o prirodzený evolučný bezpečnostný mechanizmus. Ak by semená reagovali na zvuk dažďa v hĺbke pol metra, sadenice by nevyhnutne uhynuli, pretože by vynaložili všetku svoju energiu na dosiahnutie svetla. Plytká voda však poskytuje optimálnu rovnováhu vlhkosti, kyslíka a dĺžky cesty k povrchu.
Nová štúdia dokazuje, že semená nielen pasívne čakajú, kým voda nasýti ich schránky. Fungujú ako aktívne akustické senzory, ktoré analyzujú zvukovú krajinu nad sebou, aby si vybrali ideálny okamih na prebudenie.
Preložil: OZ Biosféra www.biosferaklub.info
Post Views:
1
