lauantai 16. joulukuuta 2017

Muistiinpano 5: Esimerkkejä kasvien muistisuorituksista ja oppimiskyvyistä


Lavatera cretica kykenee jo tunteja ennen aamunkoittoa kääntymään kohti sitä paikaa mistä aurinko nousee. Sillä on kyky muistaa mistä aurinko nousi edellisenä päivänä ja minne se laski; tutkijat yrittivät harhauttaa kasvia siirtämällä sen paikkaa ja orientaatiota yön aikana, mutta kasvi kykeni korjaamaan huomioimaan tämän muutoksen ympäristössään ja korjasi suuntaansa sopivaksi (Dicker et al. 214).

Impatiens pallida puolestaa muuttaa kasvuresurssiensa allokointia riippuen siitä, istutetaanko se samaan lähelle sukulaisiaan vai lähelle tuntemattomia kasveja. Tuntemattomien kasvien läheisyydessä se kasvattaa lehtiensä pinta-alaa, kun taas sukulaistensa läheisyydessä se panostaa juuriensa kasvattamiseen. Kasveille auringonvalo on resurssi josta kilpaillaan, joten jos kasvi kasvattaa liian suuria lehtiä, se vie valoa sisaruksiltaa, joiden kanssa se on geneettisesti läheisempi.

Kasvien tutkimuksessa on myös päättelty, että kasvit muistavat edellisen talven ja käyttävät tätä muistijälkeä hyväkseen erottaessaan kevään ja syksyn toisistaan (Sung & Amasino, 2004). Tämä vernalisaatioksi kutsuttu ilmiö auttaa kasveja tuottamasta kukintoja väärään vuodenaikaan kun pölyttäjiä ei ole saatavilla.

A thaliana kasvissa on FLC:ksi nimetty geeni, joka estää sen valkoisia kukintoja avautumasta. Mikäli kasvi altistetaan kylmälle riittävän pitkäksi aikaa, muiden geenien sivutuotteet mittaavat kylmän kauden pituutta ja sammuttavat FLC:n toiminnan. Kevään tullessa ja päivien pidentyessä FLC-pitoisuuksien laskemisen johdosta, kukinnot käynnistyvät. Olennaista on kuitenkin kasvin kyky mitata kylmän kauden pituutta ja muuttaa käyttäytymistään kukintojen aloittamiseksi vasta kun se on turvallista. Kasvit eivät suoraan myöskään reagoi hetkellisiin lämpötilojen vaihdoksiin, vaikka tutkijat tuovat ne kylmistä ulkotiloista sisätiloihin. Kasvit kykenevät välittämään myös yhden sukupolven aikana kerättyjä muistoja erilaisista talvista jälkipolvilleen.

Kasvien muisti näyttääkin toimivan epigeneettisillä mekanismeilla, jotka ovat toki toisenlaisia kuin ihmisten aivoissa olevat oppimis ja muistamismekanismit, mutta kognitiotieteellisestä näkökulmasta, tämä on silti muistamista: informaation tallentamista ja aktivoimista oikeissa tilanteissa.

Tuntokasvinakin tunnettu Mimosa Pudica sulkee lehtensä jos sen pintaa silittää sormella. Eräässää kokeessa tutkijat pudottivat kasvin tietyltä korkeudelta joka aiheutti tärinää ja sai kasvi lehdet sulkeutumaan (Gagliano et al. 2014). Koulutusperiodin jälkeen, kun kasvit havaitsivat ettei tärinästä ole niille haittaa tai vaaraa, ne lakkasivat reagoimasta pudotuksiin; mikäli kasveja kuitenkin ravisteltiin niiden normaali puolustautumisreaktio aktivoitui normaalisti. Kasvit kykenivät siis erottamaan erilaisia tärinän muotoja toisistaan ja reagoivat uusiin ärsykkeisiin puolustautuen. M pudica joutuu käyttämään lehtiensä sulkemiseen paljon energiaa, joten on olennaista erottaa milloin ärsyke on uusi ja mahdollisesti vaarallinen ja milloin se on tuttu. Gaglianon ja kummpaneiden (2014) tutkimuksissa paljastuikin vielä lisäksi sekin, että kasvit oppivat välttämään lehtiensä sulkemista nopeammin hämärässä kuin kirkkaasti valaistussa koetilanteessa.

Tavallinen hernekasvi (Pisum sativum) puolestaan oppii assosioimaan ilmavirtojen suuntia valon kirkkauteen. Gagliano ja kumppanit (2016) asettivat seedlings Y-muotoisen labyrintin pohjaan, jonka kirkkaammasta haarasta tuli myös tuulettimen luoma ilmavirta. Herneen annettiin sen jälkeen vapaasti kasvaa kohden kumpaa tahansa haaraa, jolla koeteltiin sitten, että ovatko ne oppineet yhdistämään nämä ärsykkeet toisiinsa. [Tähän lisää informaatiota]



Dicker, M. P. M., Rossiter, J. M., Bond, I. P., & Weaver, P. M. (2014). Biomimetic photo-actuation: sensing, control and actuation in sun-tracking plants. Bioinspiration & biomimetics, 9(3), 036015.

Gagliano, M., Renton, M., Depczynski, M., & Mancuso, S. (2014). Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters. Oecologia, 175(1), 63-72.

Gagliano, M., Vyazovskiy, V. V., Borbély, A. A., Grimonprez, M., & Depczynski, M. (2016). Learning by association in plants. Scientific reports, 6, 38427.

https://aeon.co/essays/beyond-the-animal-brain-plants-have-cognitive-capacities-too?utm_source=Aeon+Newsletter&utm_campaign=a17e2cec9a-EMAIL_CAMPAIGN_2017_12_11&utm_medium=email&utm_term=0_411a82e59d-a17e2cec9a-69449149


Ei kommentteja:

Lähetä kommentti