Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) уже является достаточно интересным растением, но ученые обнаружили в нем еще кое-что удивительное: оно генерирует измеримые магнитные поля, когда его листья захлопываются.
И выходя далеко за рамки D. muscipula, последние исследования могут многому научить нас о том, как растительная жизнь использует сигналы магнитного поля для общения и в качестве индикатора болезни (то, что мы также видим у людей и других животных).
Хорошо известно, что растения используют электрические сигналы как своего рода нервную систему, но уловить биомагнетизм было непросто.
В исследовании 2011 года была предпринята попытка обнаружить магнитное поле вокруг Аморфофаллус титанический (Amorphophallus titanium) - этого большого (имеет одно из крупнейших соцветий в мире), очень вонючего растения - с помощью атомных магнитометров, способных обнаруживать мельчайшие колебания.
Это исследование показало, что растение не создавало магнитного поля, превышающего миллионную долю от силы магнитного поля, окружающего нас на Земле, в результате чего эксперимент был признан неудачным.
Исследователи, участвовавшие в исследовании 2011 года, заявили, что их следующие шаги, если они что-то предпримут, будут сосредоточены на небольшом растении.
Для нового исследования, другая группа исследователей действительно взялась за меньшее.
«Мы смогли продемонстрировать, что потенциалы действия в системе многоклеточного растения создают измеримые магнитные поля, что никогда не подтверждалось ранее», - говорит физик Анне Фабрикант из немецкого Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце.
Ввод Венериной мухоловки под наблюдение. Фото: Anne Fabricant
Эти «потенциалы действия» представляют собой быстрые всплески электрической активности, и Венерина мухоловка может иметь несколько триггеров: если к растению прикасаются, травмируют, подвергают воздействию тепла или холода или нагружают жидкостью, то потенциалы действия могут срабатывать.
Здесь исследователи использовали тепловую стимуляцию для активации электрической активности и магнитометр со стеклянной ячейкой для измерения магнитных возмущений. Такой подход не только сводил к минимуму фоновый шум, но и имел преимущества по сравнению с другими методами в том, что его можно было уменьшить в размерах и не требовалось криогенное охлаждение.
Измеренные магнитные сигналы достигли амплитуды 0,5 пикотесла, что сравнимо с нервными импульсами, возникающими у людей, и в миллионы раз слабее, чем магнитное поле Земли - небольшая пульсация, но заметная.
«Можно сказать, что расследование немного похоже на проведение МРТ на людях», - говорит Фабрикант. «Проблема в том, что магнитные сигналы в растениях очень слабые, что объясняет, почему их было чрезвычайно трудно измерить с помощью более старых технологий».
Помимо МРТ, другие методы, такие как электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ), используются для измерения магнитных полей у людей, потенциально выявляя проблемы без каких-либо инвазивных процедур.
С помощью этого текущего исследования такой же вид сканирования теперь может быть возможен и с растениями: например, сельскохозяйственные культуры можно сканировать на предмет температурных сдвигов, химических изменений или вредителей, не повреждая сами растения.
И мы можем добавить открытия к нашим растущим знаниям о том, как растения посылают сигналы как внутренне, так и внешне, общаясь через скрытую сеть, которую ученые только начинают исследовать.
«Помимо доказательства принципа, наши открытия открывают путь к пониманию молекулярных основ биомагнетизма живых растений», - пишут исследователи в опубликованной ими статье.
«В будущем магнитометрия может быть использована для изучения передачи электрических сигналов на большие расстояния у различных видов растений и для разработки неинвазивной диагностики стресса и болезней растений».
Исследование опубликовано в Scientific Reports.
Источник: Science Alert
