PRIČA O LIŠĆU KOJE UMIRE…

I DRVEĆU KOJE UBIJA

Jesen je doba koje nas podseća da lišće mora pasti, da leto mora završiti, da će život opet ići dalje. Каo u predivnoj obradi Manuele Mameli jazz standarda „Autumn Leaves“, komponovane stihove francuskog pesnika Jacques Préverta, „Les feuilles mortes“ (mrtvo lišće).

Ko to u šumi daje daje „komandu“ da je vreme sušenju, i da drveće počne da poprima predivne crveno-žute i ljubičaste boje? Zašto lišće menja boju i opada? Ko pritišće taj prekidač ? Zašto je priroda uredila stvari baš tako da listopadno drvo mora da se odrekne svoga dela tela i prepusti ga umiranju ?

Naučni odgovori i na ta pitanja postoje naravno i ima ih više. Pre nego krenemo, pitanje :

Hoćemo li pokvariti taj stari dobri osećaj jesenje nostalgije ako zavirimo u nauku opadanja lišća ?

Mislim da nećemo. To je uobičajena priča o prirodi: iza svega se odvija jedan veoma složen proces, jedan čitav svet za sebe. Treba ga upoznati i pokušati razumeti. Prvo što većina ljudi nauči na časovima biologije o toj temi jeste da lišće svoju zelenu boju dobija od hlorofila i tu se već negde priča završava.

Ali šta je uopšte hlorofil? Hlorofil (grčki. hloros = zelen) je zeleni pigment smešten u hloroplastima. To su zelena telašca (organele) smeštena unutar biljnih ćelija lista. Hloroplasti su ključni akteri u procesu fotosinteze, to jest transformacije svetlosne energije u hemijsku i njeno smeštanje u šećere koje biljne ćelije mogu dalje da koriste.

Biljne ćelije, male zelene loptice u njima su hloroplasti

Postoje razne vrste hlorofila, neki su prisutni samo na odredjenim vrstama biljaka, neki na algama, neki daju crveni pigment, a neki su prisutni i u bakterijama koje su u stanju takodje da rade fotosintezu (tkz. fotosintetičke bakterije), a koje mogu fotosintezu da vrše čak i u mraku.

Po endosimbiotičkoj teoriji (teorija spajanja više organizama u jedan) smatra se da su se upravo te fotosintetičke bakterije – medju kojima su i čuvene cijanobakterije – spojile sa ranim eukariotskim ćelijama putem endocitoze, čime su se formirale prve biljne ćelije.

Po istoj teoriji, hloroplasti bi mogli biti te iste fotosintetičke bakterije koje su evoluirale i prilagodile se životu unutar biljne ćelije. Kao i mitohondrije, hloroplasti i danas imaju svoju sopstvenu DNK, koja je odvojena od DNK ćelijskog jezgra biljke domaćina. Ono što dodatno potkrepljuje teoriju o endosimbiozi je da su geni unutar DNK hloroplasta veoma slični onima u cijanobakterijama.

Ono što se još zna jeste da je prvo lišće nastalo pre oko 360 miliona godina i da se fotosinteza u početku odvijala samo na vrhovima grana. U stvari, ona i nije bila moguća u ovolikoj količini kao danas, jer je u zraku bilo znatno manje ugljen dioksida nego danas i tek povećanjem njegove koncentracije su se povećali i listovi.

Zašto je hlorofil u lišću baš zelene boje, zašto nije recimo plav?

Razlog je taj što molekuli hlorofila, dok apsorbuju svetlost, koriste onu svetlost koja je u plavom (430-490 nm) i crvenom (630-760 nm) delu spektra, a zelenu svetlost najmanje koriste, što omogućava toj svetlosti da se probije i reflektuje do naših očiju. Kao posledicu toga mi vidimo lišće kao zeleno. Hlorofil ima i sposobnost fluorescencije, što znači da svetlost koju apsorbuje može ponovo da otpusti, ali samo kao svetlost veće talasne dužine, tamnocrvene. Zbog toga je rastvor hlorofila, posmatran u epruveti u odbijenoj svetlosti, tamnocrvene boje.

Hlorofil najmanje apsorbuje zelenu svetlost što omogućava istoj da se jedina probije i dalje reflektuje do naših očiju

Osim hlorofila, u listovima su zastupljeni i crveni, narandžasti i žuti karotin ali ga zeleni pigment prekriva. Tokom razgradnje hlorofila u jesen, kada je sunčeve svetlosti sve manje, karotin dolazi do izražaja i listovi postaju crveno-žuti.

Gašenje lista je proces eliminacije potrošača resursa ?

Pored šećera za kojeg znamo da ga biljka dobija fotosintezom, drveću za preživljavanje treba svakako i voda. Medjutim, zimi vlada oskudica zbog zamrzavanja tla i vode. Da ne bi presušilo u to vreme, drvo odbacuje lišće preko kojeg se u običnom sunčanom danu isporučuje i do 70 litara vode, a u ekstremno vrućem danu i do 400 litara, zasivno od veličine i vrste drveta. Budući da drvo zimi može koristiti samo najmanje količine vode, ono odbacuje one delove tela preko kojih najviše vode gubi. A to su listovi.

Sada se samo još postavlja pitanje: kako drvo „zna“ gde i kako da otkači list ?

Tim naučnika oko Johna C. Walkera na biološkom institutu u Misuriju pokušao je da odgovori na to pitanje. Iz istraživanja su zaključili da na mestu koje spaja list sa drvetom postoje odredjene ćelije koje u trenutku razgradnje hlorofila podstiču proizvodnju jedne vrste specifičnog proteina. Ovaj protein izaziva lančanu reakciju čiji je rezultat bukvalno „takmičenje“ medju ćelijama, a što za posledicu ima blokiranje transporta hranjivih materija izmedju drveta i lista. Na ovaj način na prelazu izmedju lista i drveta nastaje fino napuknuće zbog kojeg vetar može lagano da ga otkine.

Teorija otpadnog mehanizma (excretion mechanism theory)

Pored teorija da lišće opada zbog eliminisanja nepotrebne potrošnje vode, pada temperature vazduha i navodnog ulaska biljke u fazu mirovanja i čuvanja energije za zimu, postoji i još jedna veoma zanimljiva teorija, koju je dao naučnik Brian Ford.
On smatra da se na taj način biljke rešavaju svojih otpadaka. Brajan je otkrio da lišće ne otpada zbog pada temperature vazduha i nedostatka vode, već da bi se biljka rešila pre svega otpadnih materija.

Dugo vremena na list se gledalo kao na organ koji fotosintezom zadržava energiju. Ali list je i skup ćelija u kojima biljka taloži svoje otpadne materije tokom godine i kojih se rešava u trenutku kada list otpadne. Pri kraju životnog veka jednog lista u njemu se zapravo poveća količina štetnih materija kao što su tanini i teški metali.

U svakom slučaju, jesenja promena boje lišća i njegovo opadanje i dalje će inspirisati pesnike, nostalgičare i ostale zaljubljenike.

Ako ste jedan od njih, predlažemo da isprobate posmatranje lišća tokom različitih delova dana (ujutru, u podne i u sumrak) i zapazite razliku u njegovoj boji. Takodje, na zaboravite da uključite svih pet čula kako bi efekat posmatranja bio što bolji.

Reference
• BJF, 1986, [preprint lecture summary] Excretion in Higher Plants, A Physiological Purpose For Abscission , Inter Micro 86, McCormick Center, Chicago, Illinois, July.
• Regulation of floral organ abscission in Arabidopsis thaliana, (2008) Sung Ki Cho, Clayton T. Larue, David Chevalier, Huachun Wang, Tsung-Luo Jinn, Shuqun Zhang, and John C. Walker. PNAS USA 105: 15629-15634 http://ipg.missouri.edu/faculty/walker.cfm
• BJF, 1986, Even Plants Excrete, Nature, 323: 763, 30 October – 5 November.
• [Technology Correspondent, 1986, (telephoned interview) re Plant Excretion theory, Daily Telegraph, 1 November].
• Stevenson, Nigel, 1986, Welsh Boffin’s Theory could rewrite Biology, Western Mail: 2, 1 November.
• BJF, 1986, How Plants Excrete [abstract], The Microscope, 34 (3): 261.
• BJF, 1986, A Physiological Purpose for Abscission, The Microscope, 34 (4): 329-330.
• BJF, 1986, A General Theory of Plant Excretion, Journal of Biological Education, 20 (4): 251-254, [published March 1987]. [Text only version].
• Simons, Paul, 1987, A Message in the Yellowing Leaves, Futures Column, The Guardian, 9 October.
• Hart, Vanessa, 1998, My story [of the theory], Peterborough Evening Telegraph: 4, 28 November.
• Report, 2006, Brian J Ford and asbscission on the curezone.com website, 11 July.
• BJF, 2006, The Autumn Revolution, Biologist 53 (6): 300-304
Izvor:bioloska.blogspot.com

---

---

 

Uvelo lišće

Želeo bih da se uvek sećam
Srećnih dana naše ljubavi
Tada je život bio mnogo lepši
I sunce blistavije bilo no danas.
Uvelo lišće slaže se po zemlji
A ja te još nisam zaboravio.
Uvelo lišće slaže se po zemlji
Ko naša tuga i uspomene
Hladni vetar odnosi ih
Zajedno sve u noć zaborava.

A vidiš nisam zaboravio
Pesmu koju si mi pevala
Ta pesma je bila slična nama
I tebi koja si me volela
I meni koji sam te voleo.
Živeli smo zajedno
Ti koja si me volela
I ja koji sam te voleo.
Ali život razdvaja one
One koji su se mnogo voleli.
O, sasvim polako i bez šuma
More briše tragove po pesku
Koraka razišlih se ljubavnika.

Žak Prever

---

 

 

---

Priredio: Bora*S

ŠTA BILJKE ZNAJU…

TAMOiOVDE_______________________________________________

DA LI BILJKE MISLE?

Koliko su biljke svesna bića?

Ovo je centralno pitanje u novoj knjizi „Šta biljke znaju?“ Danijela Čamovica, direktora Mana centra za biljne nauke na Univerzitetu u Tel Avivu.

Kako on tvrdi, biljke mogu da vide, osete miris i da osećaju. Mogu i da postave prepreku kad su opkoljene i upozore komšije kad je nevolja u blizini.

Neki kažu da biljke čak imaju i pamćenje. Da li to znači da biljka i misli, kao i da li može da se govori o „neurologiji“ biljaka?

Naučnik Danijel Čamovic otkriva iznenađujući svet u kome biljke vide, osećaju, pamte… Poznato je decenijama da biljke koriste svetlost, ne samo zbog fotosinteze, već i kao signal koji menja način na koji biljka raste. Čamovic kaže da je u istraživanju otkrio jedinstvenu grupu gena neophodnu da bi biljka znala da li se nalazi na svetlu ili u mraku.

Mislilo se da su ovi geni jedinstveni za svet biljaka, što se idealno uklopilo sa njegovom željom da izbegne bilo šta što ima veze sa ljudskom biologijom. Ali na njegovo veliko iznenađenje i protivno svim planovima, kasnije je otkrio da je ova ista grupa gena takođe deo ljudske DNK. Ovo je dovelo do očiglednog pitanja − šta ovi „za biljke specifični“ geni rade u ljudima?

Mnogo godina kasnije saznali su da su ovi geni važni i za životinje, kao tajmer za podelu ćelija, rast neurona i funkcionisanje imunog sistema. Ono što je, prema njegovim rečima, najviše zadivljujuće, jeste to što ovi geni takođe regulišu i životinjske reakcije na svetlost.

On kaže da dok ne promenimo način reagovanja na svetlost, kao što to čine biljke, na nas utiče naš unutrašnji sat, koji nas drži na dvadesetčetvoročasovnom ritmu, i zbog toga kad putujemo preko pola sveta imamo problem s vremenskom razlikom. Ali, kako on kaže, ovaj sat može da bude resetovan od strane svetlosti. „Pre nekoliko godina sam pokazao, u saradnji sa Džastinom Blauom sa Njujorškog univerziteta, da mutantske voćne mušice kojima fale neki od ovih gena gube sposobnost da reaguju na svetlost.

Onda sam shvatio da genetske razlike između biljaka i životinja i nisu toliko značajne koliko sam nekad mislio. Počeo sam da ispitujem paralele između biljne i ljudske biologije, iako je moje istraživanje evoluiralo iz proučavanja biljnih reakcija na svetlost pri proučavanju leukemije kod voćnih mušica“, kaže Čamovic.

Kompleksni organizmi Čamovic kaže da mnogi ljudi nisu svesni da su biljke kompleksni organizmi koji žive bogate i senzualne živote. Mnogi ih gledaju kao nežive objekte, koji se ne razlikuju mnogo od stena. Činjenica da ljudi lako pobrkaju svileno cveće s pravim, ili veštačku božićnu jelku sa živom, primer je kako se odnose prema biljkama.

„Ako postanemo svesni ukorenjenosti biljaka koja ih čini imobilnim, onda možemo da počnemo da cenimo njihovu sofisticiranu biologiju koja se dešava u lišću i cveću. Ako razmislite o tome, ukorenjenost je veliko evoluciono ograničenje. To znači da biljke ne mogu da pobegnu od loše okoline, ne mogu da migriraju u potrazi za hranom ili svojim parom, kao što to čine životinje. Zato biljke moraju da razviju neverovatno osetljive i kompleksne senzorne mehanizme koji će im dozvoliti da prežive u večno promenljivim okolinama“, kaže Čamovic.

On poredi biljke sa ljudima.

„Ako ste gladni ili žedni, možete da odete do najbližeg izvora vode. Ako vam je vruće, možete da se preselite na sever, ako tražite para, možete da odete na žurku, ali biljke su nepokretne i one moraju da vide gde im je hrana. Moraju da osete vreme i da namirišu opasnost. Samo zato što ne vidimo da se biljke kreću ne znači da se u njima ne odigravaju bogati i dinamični procesi“, tvrdi ovaj naučnik.

Postavlja se i pitanje da li biljke osećaju mirise? Čamovic smatra da prvo mora da se definiše šta je miris kako bi se odgovorilo na ovo pitanje. „Kad omirišemo nešto, osetimo isparljivu hemikaliju koja se širi vazduhom i onda na neki način reagujemo na miris. Najjasniji primer kod biljaka je ono što se dešava tokom voćnog sazrevanja. Možda ste čuli da ako zrelo i nezrelo voće stavite u istu činiju, nezrela voćka sazreva brže.

To se dešava zato što zrele vočke puštaju feromone u vazduh, a zelenije voće oseća to, pa i samo počinje da zri. To se ne dešava samo u našim kuhinjama već i u prirodi. Kad jedna voćka počne da zri, ispušta hormon etilen, koji osećaju susedne voćke, sve dok celo drvo ne sazri manje ili više sinhronizovano“, objašnjava Čamovic.

Parazitska biljka vilina kosa ne ume da koristi fotosintezu i mora da živi na drugim biljkama. Domaćina nalazi zahvaljujući mirisu. Ona može da oseti hemikalije koje ispuštaju biljke u blizini i pokupiće onu koja joj je najprivlačnija. U jednom eksperimentu naučnici su pokazali da ova biljka preferira paradajz u odnosu na pšenicu jer joj se više sviđa taj miris.

 Međusobna komunikacija

Dok gomile istraživanja podržavaju ideju da biljke vide, mirišu, osećaju, neke podržavaju i mogućnost da biljke čuju.

Mnogi su čuli priče kako biljke cvetaju u prostorijama gde se sluša klasična muzika, ali sa evolutivne perspektive je moguće da biljkama nije ni potrebno da čuju.

„Naši rani preci su mogli da čuju opasnog predatora koji ih progoni iz šume, dok danas čujemo motor kola koja se približavaju. Iako biljke mogu da se okreću ka suncu, da se savijaju pod gravitacijom, ne mogu da pobegnu. Ne migriraju na kraju sezone. Kao takvima, zvučni signali, koje mi koristimo u našem svetu, biljkama su irelevantni. Uprkos tome, neka najnovija istraživanja daju naznake da biljke reaguju na zvuk, u stvari, više na vibracije“, kaže Čamovic.

Pitanje međusobne komunikacije biljaka intrigira mnoge naučnike. Čamovic kaže da to zavisi od toga kako se definiše komunikacija. „Nema sumnje da biljke reaguju na znakove drugih biljaka. Na primer, ako javorovo drvo napadnu bube, ono ispušta feromone u vazduh koje pokupi okolno drveće, što im daje znak da počnu da luče hemikalije koje će im pomoći da se izbore sa predstojećim napadom buba. Prema tome to je definitivno vid komunikacije“, rekao je.

Čamovic kaže da je neophodno postaviti i pitanje namere. Da li drveće komunicira, odnosno da li napadnuto drvo pokušava da upozori okolno drveće? „Možda ima više smisla da napadnuta grana komunicira sa drugim granama istog drveta u pokušaju za opstanak, dok okolno drveće, samo prisluškuje i ima korist od tih signala“, tvrdi on.

 Pamćenje i mišljenje

Biljke imaju nekoliko različitih formi memorije, kao i ljudi. Imaju kratkotrajno pamćenje, imunu memoriju i čak transgeneracijsku memoriju. „Znam da je nekim ljudima teško da shvate ovaj koncept, ali ako pamćenje podrazumeva formiranje memorije (kodiranje informacija), zadržavanje memorije (čuvanje informacija) i prizivanje memorije (preuzimanje informacija), onda biljke definitivno pamte“, kaže Čamovic.

On to objašnjava na primeru venerine muholovke (Dionaea muscipula) kojoj moraju da budu dodirnute dve dlake kako bi se zatvorila, pa prema tome ona pamti da je bila dodirnuta prvom dlakom, ali to traje samo 20 sekundi, i onda zaboravlja. Dok je kratkotrajna memorija kod venerine muholovke bazirana na elektricitetu, poput neurološke aktivnosti, dugotrajna memorija se bazira na epigenetici − promeni u aktivnosti gena koje ne zahtevaju alternacije u DNK kodu, kao što to čine mutacije, koje se prenose s roditelja na potomstvo.

Čamovic kaže da biljke nemaju neurone kao što ni ljudi nemaju cveće, ali da im nisu potrebni neuroni kako bi imale međućelijsku komunikaciju i skladište informacija i mogućnost njihovog procesiranja. Čak ni kod životinja, nisu sve informacije procesirane i čuvane samo u mozgu.

Različiti delovi biljaka komuniciraju međusobno, razmenjujući informacije na ćelijskom i ekološkom nivou. „Rast korenja je nezavisan od hormonskih signala koji se generišu na vrhovima izdanaka i transportuju do korenja koje raste, dok razvoj izdanka delimično zavisi od signala koji se generiše u korenju. Lišće šalje signale do vrhova izdanka i govori im da počnu da prave cvetove“, rekao je.

„Na neki način jedna cela biljka predstavlja analogiju ljudskom mozgu. Iako nemaju neurone, biljke proizvode, i na njih utiču neuroaktivne hemikalije“, zaključio je Čamovic.

(B92)/vestinet.rs

---