Was Pflanzen wissen
bei Mensch und Tier als auch bei Pflanzen normalerweise zusammen mit einer kleinen Anzahl Calcium bindenden Proteinen.
Das am besten erforschte Calcium bindende Protein ist das Calmodulin ( Cal cium- modul ated prote in ). Calmodulin ist relativ klein, aber äußerst wichtig. Wenn es sich an Calcium bindet, wechselwirkt es mit mehreren Proteinen und reguliert deren Aktivität. Beim Menschen betrifft das solche Proteine, die an wichtigen Prozessen beteiligt sind, etwa an der Gedächtnisleistung, Entzündungen, der Muskelfunktion und dem Nervenwachstum. Bei den Pflanzen hat Braam gezeigt, dass das erste TCH -Gen für Calmodulin codiert. Das heißt, wenn man eine Pflanze berührt, ganz gleich, ob eine Arabidopsis oder eine Papaya, schüttet sie alseine ihrer ersten Reaktionen mehr Calmodulin aus. Das tut sie wahrscheinlich, um das Calcium zu nutzen, das die Aktionspotenziale freisetzen.
Dank der noch andauernden Forschungsarbeit von Braam und anderen wissen wir heute, dass über 2 Prozent der Arabidopsis -Gene (darunter die Gene, die für Calmodulin und andere Calcium-verwandte Proteine codieren, aber nicht allein für diese) aktiviert werden, nachdem ein Insekt auf einem Blatt gelandet ist, ein Tier die Pflanze gestreift hat oder der Wind ihre Blätter bewegt hat. 43 Das ist eine überraschend große Anzahl von Genen und weist darauf hin, wie weitreichend die pflanzliche Reaktion ist, wenn es um eine mechanische Stimulierung und das Überleben der Pflanze geht.
Pflanzliches und menschliches Fühlen
Wir Menschen können eine vielfältige und komplexe Mischung von physischen Sinneseindrücken fühlen. Denn wir besitzen spezielle mechanosensorische Rezeptornerven und ein Gehirn, das deren Signale in Empfindungen samt zugehörigen Emotionen übersetzt. Die Rezeptoren ermöglichen es uns, auf ein breites Spektrum taktiler Reize zu reagieren. Ein bestimmter mechanosensorischer Rezeptor namens »Merkel-Zelle« (die in Verbindung mit einer Nervenendigung als »Merkel-Scheibe« bezeichnet wird), ist empfindlich für anhaltende Berührung und langen Druck auf die Haut und die Muskeln. Nozizeptoren werden im Mund von Capsaicin, der extrem scharfen chemischen Substanz, die in Chilifrüchten enthalten ist, aktiviert, und Nozizeptoren signalisieren uns, dass unser Blinddarm entzündet ist. Schmerzrezeptoren sind dazu da, um uns entweder in gefährlichen Situationen zum Rückzug zu veranlassen oder uns ein potenziell gefährliches Problem in unserem Körper zu melden.
Pflanzen spüren ebenfalls Berührung, aber keinen Schmerz. Auch ist ihre Reaktion nicht subjektiv. Unsere Wahrnehmung von Berührung und Schmerz hingegen ist subjektiv – sie variiert von Mensch zu Mensch. Eine leichte Berührung kann für den einen angenehm und für den anderen ein lästiges Kitzeln sein. Diese Subjektivität kann viele Gründe haben: Genetische Unterschiede können sich auf den Schwellendruck auswirken, der erforderlich ist, um einen Ionenkanal zu öffnen; psychische Unterschiede, die taktile Empfindungen mit Assoziationen wie Angst, Panik und Trauer verbinden, können unsere physiologischen Reaktionen erheblich steigern.
(15) Tomate (Solanum lycopersicum) .
Eine Pflanze ist frei von diesen subjektiven Einschränkungen, weil sie kein Gehirn hat. Aber Pflanzen nehmen mechanische Reize wahr und können auf unterschiedliche Arten von Stimulierung auf spezifische Weise reagieren. Diese Reaktionen helfen der Pflanze nicht, Schmerzen zu vermeiden, sondern beeinflussen ihre Entwicklung so, dass sie optimal an die äußere Umgebung angepasst ist. Ein erstaunliches Beispiel hierfür haben Dianna Bowles und ihr Forschungsteam an der University of Leeds veröffentlicht. 44 Bereits frühere Arbeiten hatten gezeigt, dass die Verletzung eines einzigen Tomatenblattes zu Reaktionen in den unverletzten Blättern derselben Pflanze führt (ähnlich wie bei den Forschungsarbeiten, die in Kapitel 2 vorgestellt wurden). Zu diesen Reaktionen gehört die Transkription einer Klasse von Genen, die man Protease-Inhibitoren nennt, bei den gesunden Blättern.
Bowles war neugierig darauf, mehr über die Natur des Signals zu erfahren, das ein verletztes Blatt an ein intaktes schickt. Das wissenschaftlich akzeptierte Modell besagte, dass ein verletztes Blatt ein chemisches Signal absondert, das über seine Leitbahnen in die übrigen Teile der Pflanze transportiert wird. Aber Bowles stellte die These auf, dass das Signal elektrischer Natur sei. Um ihre Annahme zu prüfen,
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