시에라 북부 네바다에서 생태 학자 리차드 카르 반 (Richard Karban)은 외계인 언어를 배우려고 노력하고 있습니다. 이 경사면을 점유하는시나 브러쉬 식물은 인간이 모르는 단어를 사용하여 서로 이야기합니다. 데이비스 캘리포니아 대학교 (University of California)에서 가르치는 카르 반 (Karban)은 듣고 있으며, 자신의 말을 이해하기 시작했습니다.
식물 의사 소통에 대한 증거는 수십 년이되었지만, 짧은 시간에 전기 발견에서 결정적인 디 턴치에 이르기까지 도약했습니다. 1983 년에 발표 된 두 가지 연구에 따르면 버드 나무, 포플러 및 설탕 단풍 나무는 곤충 공격에 대해 서로 경고 할 수 있음을 보여주었습니다. 배고픈 벌레에 감염된 근처의 손상되지 않고 손상되지 않은 나무는 버그 반복 화학 물질을 펌핑하여 공격을 막기 시작합니다. 그들은 어떻게 든 그들의 이웃들이 무엇을 경험하고 있는지 알고 그것에 반응합니다. 마음이 굽힘의 의미는 뇌가없는 나무가 메시지를 보내고 받고 해석 할 수 있다는 것이 었습니다.
처음 몇 개의“말하는 나무”논문은 통계적으로 결함이 있거나 너무 인공적으로, 식물과 벌레 사이의 실제 전쟁과 관련이 없기 때문에 빨리 격추되었습니다. 정지에 대한 연구 근거. 그러나 식물 커뮤니케이션의 과학은 이제 컴백을 준비하고 있습니다. 엄격하고 신중하게 통제 된 실험은 실험실, 산림 및 분야에서 반복적 인 테스트를 통해 초기 비판을 극복하고 있습니다. 버그가 씹을 때 휘발성 유기 화합물을 공중으로 방출하여 식물이 반응한다는 것이 잘 확립되어 있습니다. Karban의 마지막 수에 의해, 식물 통신에 대한 48 개 연구 중 40 개 연구에 따르면 다른 공장은 이러한 공중 신호를 감지하고 이에 대한 화학 무기 또는 기타 방어 메커니즘의 생산을 증가 시킨다는 것을 확인합니다. 멕시코 리서치 연구소 Cinvestav Irapuato의 생태 학자 인 Martin Heil은“식물이 초식 동물에 의해 손상되었을 때 휘발성 물질을 방출한다는 증거는 과학의 어떤 것만 큼 확실하다. "식물이 이러한 휘발성 물질을 어떻게 든 인식하고 방어 대응으로 대응할 수 있다는 증거도 매우 좋습니다."
식물 의사 소통은 여전히 작은 분야 일지 모르지만, 그것을 공부하는 사람들은 더 이상 미치광이 프린지로 간주되지 않습니다. Karban은“사람들이 당신과 이야기조차하지 않을 것입니다.‘왜 우리가 이미 토론 한 무언가에 시간을 낭비하고 있습니까?’라고 Karban은 말했습니다. "이제 확실히 낫습니다." 토론은 더 이상 식물이 서로의 생화학 적 메시지를 감지 할 수 있는지 여부가 아니라, 왜 그리고 어떻게하는지에 대해 이야기합니다. 대부분의 연구는 통제 된 실험실 조건에서 이루어 졌으므로 주요 공개 질문 중 하나는 식물이 야생에서 이러한 신호를 어느 정도 사용하는지에 대한 것입니다. 대답은 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 농민들은이 수다쟁이, 식품 식물을 조정하거나 농업 관행을 조정하여 작물이 초식 동물에 대해 더 잘 방어 할 수 있습니다. 더 광범위하게, 식물이 정보를 공유 할 가능성은 행동과 의사 소통으로 간주되는 것에 대한 흥미로운 의문을 제기합니다. 그리고 서로 경쟁하는 유기체가 또한 그들의 지식을 네트워크에 적합하게 볼 수있는 이유
.과학자들은 또한이 신호의 메시지가 어떻게 퍼질 수 있는지 탐구하고 있습니다. 불과 몇 달 전, 플랜트 신호 전달 파이오니어 테드 파머 (Ted Farmer)는 플랜트가 전기 펄스와 동물 신경계를 연상시키는 전압 기반 신호 시스템으로 정보를 전달하는 거의 완전히 인식되지 않은 방식을 발견했습니다. Farmer는“식물이하는 일은 매우 훌륭합니다. "내가 더 많이 일할수록 더 놀랐습니다."
농부의 연구는 식물에 뉴런이나 뇌 또는 동물이 의사 소통하는 데 사용하는 시스템과 같은 것을 의미하지는 않습니다. 우리는 그들의 매혹적인 외계인 생물학을 인간 용어로 넣으려고 할 때 그들에게 정의를하지 않는다고 그는 말했다. 그러나 우리는 그들의 능력을 극적으로 과소 평가했을 수도 있습니다. 연구자들이 식물의 언어를 배우기 시작하면서, 그들은 우리가 살고있는 잎이 많은 녹색 세계에 대한 완전히 새로운 견해를 얻기 시작했습니다.
비밀 생활
Karban은 Cicada 연구원으로 시작하여 나무가 17 년마다 그들에게 내려 오는 수액 버그의 전염병에 어떻게 대처하는지 연구했습니다. 당시에는 식물이 강인하여 생리학을 쫓아 내고 가뭄, 침입 및 기타 학대를 겪는 데 고통을 겪고 있다고 가정했습니다. 그러나 1980 년대 초, 워싱턴 대학교 동물 학자 데이비드로드 스는 식물이 곤충에 대해 적극적으로 방어한다는 증거를 찾고있었습니다. 합성 생화학의 마스터 인 그들은 화학 물질 및 기타 무기를 제조하고 배치하여 잎이 맛이 좋지 않거나 영양가가 낮아 지므로 배고픈 벌레가 다른 곳으로 이동합니다. Karban 에게이 아이디어는 스릴 넘치는 놀라움이었습니다. 식물이 수동적 지구력보다 훨씬 더 많은 능력이 있다는 단서.
Rhoades가 다음에 찾은 것은 훨씬 더 놀랍고 논란의 여지가있었습니다. 그는 Sitka Willow가 텐트 애벌레와 웹 웜에 의한 감염에 대한 반응으로 잎의 영양 품질을 어떻게 바꾸 었는지보고있었습니다. 실험실에서는 감염된 나무에서 곤충 잎을 먹이면 벌레가 더 느리게 자랐습니다. 그러나 그들이 먹는 나무 근처에 살았던 손상되지 않은 버드 나무에서 잎을 먹었을 때 그들의 성장은 징계되었습니다. 두 그룹의 나무 그룹에서도 같은 생화학 적 변화가 일어나고있는 것처럼 보였고, 1983 년에 출판 된 Rhoades의 결론은 손길이 닿지 않은 버드 나무가 공격중인 사람들로부터 메시지를 받고 있다는 것입니다. 같은 해, 다트머스 대학교의 이안 볼드윈 (Ian Baldwin)과 잭 슐츠 (Ian Baldwin)와 잭 슐츠 (Jack Schultz)는 포플러와 설탕 메이플의 묘목이 파쇄 된 잎이있는 묘목 옆에 성장 챔버에 배치 될 때 항 히르비로 페놀을 펌핑하기 시작했다는 것을 발견했습니다. 그들은 그것을 식물 의사 소통으로 묘사했습니다. Karban은“사람들은 정말 흥분했습니다. "인기있는 언론은 이것으로 야생으로 갔다."
그 리셉션은 많은 과학자들이 긴장하게 만들었습니다. 1979 년 영화“The Secret Life of Plants”(같은 이름의 1973 년 책 이후)는 시간 경과 사진으로 청중을 놀라게하여 식물이 잎을 펴서 뿌리를 밀면서 활력을 느끼는 것처럼 보였습니다. 이 영화는 과학이 식물이 의식하고 인간의 감정을 감지 할 수 있음을 증명했다고 주장했다. 농부는“사람들이 전체 분야가 호키라고 생각하게 만들었습니다.
그런 다음 1984 년에 두 말의 나무 종이는 저명한 생태 학자 존 로튼 (나중에 기사)에 의해 뽑혔습니다. Lawton은 Baldwin의 연구는 제대로 설계되지 않았으며 Rhoades는 실수로 곤충 질환을 퍼뜨려 버그의 성장이 느려 졌다고 말했다. 그의 비판은 그 연구가 그 길에서 죽은 것을 거의 막았다. Karban이“분야의 아버지”라고 부르는 Rhoades는 자신의 연구를 복제하고 결국 과학을 침대와 아침 식사를 마치기위한 자금을 얻지 못했습니다. 사람들은 식물 의사 소통에 대해 이야기하는 것을 중단했습니다. 필드는 어두워졌다.
공중 메시지
로턴의 비판에 모두가 흔들리지는 않았습니다. Renitent 중에는 Ted Farmer가 있었고, 그 후 Washington State University의 유명한 식물 호르몬 전문가 인 Clarence Ryan의 박사 우체국이있었습니다. Farmer와 Ryan은 Ryan Plants가 곤충 초식 동물을 막기 위해 사용하고 있다고 생각한 공중 유기 화학 물질 인 많은 양의 메틸 Jasmonate를 생산하는 현지 시법 브러시와 함께 일했습니다. 그들의 실험에서, 손상된 시제 브러시 잎을 화분에 화분에 밀폐 된 항아리에 넣었을 때, 토마토는 단백질 분해 효소 억제제를 생산하기 시작했다 - 소화를 방해하여 곤충에 해를 끼치는 화합물. 그들은 1990 년 논문에서 다음과 같이 말했다.“그러한 신호가 본질적으로 널리 퍼져 있다면 그것은 생태 학적 중요성이 심각 할 수있다”고 말했다.
Karban은“이 논문은 엄청나게 신중하게 수행되고, 적절하게 복제되고 매우 설득력이있다”고 말했다. 그러나 그는 여전히 그의 의심을 가지고있었습니다. 이것은 실제로 야생 식물 사이에서 발생합니까, 아니면 실험실 조건에 의해 유발되는 특이한 현상입니까? Karban은 방금 토마토 사촌 인 Sagebrush와 Wild Tobacco가 두껍고 북부 캘리포니아의 일부에있는 필드 스테이션에서 일을 시작했습니다. 그는 야생에서 농부의 실험을 반복했다. 그가 슈즈 브러시 식물을 자르고, 곤충의 날카로운 치아로 인한 부상을 모방하고 식물이 메틸 Jasmonate 및 기타 공기 중 화학 물질을 생산하도록 유도하면, 야생 담배는 근처에 수비 된 효소 폴리 페놀 산화 효소를 펌핑하기 시작했다. 이것은 실제 결과를 가져온 것 같았습니다. 시즌이 끝날 무렵,이 담배 식물은 메뚜기와 큐 벌에서 다른 사람들보다 잎 손상이 훨씬 적습니다. Karban은 공중 화학 물질이 손상 감소를 직접적으로 담당했는지 확실히 말하기 어렵다고 경고했지만 그럼에도 불구하고 그 결과는 흥미 롭습니다.
다음 10 년 동안 증거가 커졌습니다. 연구 된 거의 모든 녹색 식물이 자체 휘발성 화학 물질 칵테일을 방출하고 많은 종 들이이 깃털에 등록하고 반응합니다. 예를 들어, 알코올, 알데히드, 케톤 및 에스테르의 조화 인 컷 잔디의 냄새는 우리에게 유쾌 할 수 있지만 식물은 길에 위험을 신호로 신호를 보내는 것이 좋습니다. Heil은 야생 재배 리마 콩이 딱정벌레로 먹는 다른 리마 콩 식물의 휘발성에 노출 될 때 더 빠르게 자라며 공격에 저항한다는 것을 발견했습니다. 손상된 식물에서 방출 된 화합물은 옥수수 묘목의 방어를 프라이밍하여 나중에 사탕무에 대해 더 효과적인 반격을 가해집니다. 이 신호는 보편적 인 언어 인 것 같습니다. Sagebrush는 담배에서 반응을 유도합니다. 칠리 페퍼와 리마 콩도 오이 배출에 반응합니다.
식물은 곤충과도 의사 소통 할 수 있으며, 초식 동물을 죽이는 육식 곤충에 고통스러운 신호로 작용하는 공기 중 메시지를 보냅니다. 사탕무 군용 벌레가 공격 한 옥수수는 말벌을 유치하여 애벌레의 몸에 알을 낳는 휘발성 화학 물질의 구름을 방출합니다. 떠오르는 그림은 식물을 먹는 벌레와 그들을 먹이는 곤충이 정보가 풍부한 화학 물질의 구름으로 향하는 우리가 간신히 상상할 수있는 세상에 살고 있다는 것입니다. 개미, 미생물, 나방, 심지어 벌새 및 거북이 (Farmer Checked)는 모두이 폭발을 감지하고 반응합니다.
도청 식물
식물이 의사 소통을 할 수 있다는 증거가 증가하고 있음에도 불구하고, 많은 식물 과학자들은 여전히이 크로스 토크가 생물학적으로 의미가 있는지 의문을 제기합니다. Farmer는“휘발성 물질을 통한 상호한 통신은 실험실에서 잘 작동하지만 아무도 필드에서 잘 작동하지 않습니다. 비록 그가 식물이 정보를 교환 할 수 있다는 증거를 최초로 출판했지만, 그는 자신을“회의론자”라고 부릅니다. 그는 이것이 실제로 식물의 삶에 중요한 역할을한다는 증거가 충분하지 않다고 생각합니다. "그러나 나는 사람들이 그 일을하는 것을 멈추고 싶지 않다"고 덧붙였다. "나는 그것이 유망하고 흥미 진진하다고 생각합니다."
Karban과 Heil의 경우, 뛰어난 질문은 진화론 적입니다. 왜 한 식물 폐기물 에너지 에너지가 경쟁 업체에서 위험에 대해 단서를 둔해야합니까? 그들은 식물 의사 소통이 잘못된 이름이라고 주장한다. 실제로 식물 도청 일 수 있습니다. 혈관 시스템을 사용하여 미터 길이의 거리에 걸쳐 메시지를 보내는 대신 식물은 휘발성 화학 물질을 더 빠르고 더 똑똑한 방법으로 방출 할 수 있습니다. 그런 다음 다른 식물은 이러한 공중 데이터 퍼프를 모니터링 할 수 있습니다. 이 이론을 강화하면, 이러한 화학 신호의 대부분은 50 ~ 100 센티미터를 넘지 않는 것처럼 보이며, 그 범위는 식물이 대부분 신호를 보내는 것입니다.
식물이 일상적으로 정보를 공유 할 가능성은 흥미로운 식물학이 아닙니다. 해충에 대한 작물 저항을 개선하기 위해 악용 될 수 있습니다. 2011 년 보고서에 따르면 상업용 옥수수 하이브리드는 야생 옥수수 식물의 줄기 보어 나방을 죽이는 기생 말벌을 유치하는 화학 물질을 방출하는 능력을 잃어버린 것으로 나타났습니다. 이러한 방어 특성이 농작물로 다시 자란 경우 살충제의 필요성을 줄일 수 있습니다. 또 다른 가능성은 현장 작물과 함께 특히 민감하거나 강력한 방어 반응을 가진 식물을 재배하는 것입니다. 탄광의 카나리아와 마찬가지로,이 센티넬은 이웃 농작물을 경고하여 위험을 감지하고 반응하는 가장 먼저 될 것입니다.
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그러한 실제 적용이 통과 될지 여부에 관계없이 식물 이야기의 과학은 유일한 동물의 의사 소통과 행동에 대한 오랜 정의에 도전하고 있습니다. 각 발견은 우리가 식물이 무엇을하는지 그리고 그들이 할 수있는 일에 대해 우리가 생각한 것을 침식합니다. 독일의 맥스 플랑크 연구소 (Max Planck Institute)에있는 볼드윈 (Baldwin)은 그들이 할 수있는 다른 방법을 배우려면 의인화 된 식물을 막아야한다고 대신 생각하고 그들처럼 생각하고 자신을 물리학화하려고 노력한다. 그는 식물이되는 것이 어떤 것인지 상상하는 것은 그들이 어떻게 그리고 왜 의사 소통하는지 이해하는 방법이 될 것이라고 말했다.
