ТЕЛОСОФИЯ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ЦЕЛЕВОЙ ДЕТЕРМИНАЦИИ
ВРЕМЯ, ВРЕМЯ, ВРЕМЯ...

НЕЙРОтрансмиттеры в организмах РАСТЕНИЙ

Предыдущая тема Следующая тема Перейти вниз

НЕЙРОтрансмиттеры в организмах РАСТЕНИЙ

Сообщение автор ARSEN в 2016-06-05, 09:14

Наука: Поле слышит, чувствует и общается
Евгения Дорогова

Фермер из небольшого американского города Блейн в штате Миннесота попал в Книгу рекордов Гиннеса. После долгих лет наблюдений и упорной работы Карлсон выяснил, что звуки музыки могут... питать растения! Карлсон добавил пульсирующий звук частотой в 5000 Гц (частота птичьего пения) в качестве фона в записях музыки в стиле барокко. И проигрывал эту «обеденную» музыку растениям, а потом опрыскивал их питательными веществами.


Результат ошеломил. Музыка помогала растениям усваивать питательные вещества с эффективностью в 700% по сравнению с обычной. Музыкальные «удобрения» Карлсона также помогали излечивать серьезно поврежденные растения. Карлсон добился кратного ускорения роста зерновых и уверен, что уход за агрокультурами при помощи питательных веществ и звуков поможет в решении мировой проблемы недостатка питания.

Эксперимент американского фермера — не единственный, который еще раз доказал: растения способны чувствовать, анализировать окружающий мир и изменять свое поведение в соответствии с внешними обстоятельствами. Этот факт сегодня научно подтвержден нейробиологами. Способность растений «чувствовать» может сыграть важную службу для развития медицины, агрономии и даже космонавтики.


Умные травы

Нечто общее между поведением растений и обитателей животного мира было замечено давно. Еще Чарльз Дарвин писал, что «кончики молодого корня выполняют такие же функции, как и мозг малоразвитых животных», целенаправленно устремляясь в соответствии с притяжением Земли, однако меняя направление роста из-за встречаемых на пути препятствий. Корни — лишь один пример из множества. Все растения тянутся к источнику света, упавший на землю стебель пытается подняться в вертикальное положение, а ветви дерева, будто руководствуясь компасом, активнее растут с южной стороны ствола. Усики гороха и других вьющихся культур оплетают опору, которую «нащупывают» и «видят», словно повинуясь осязанию и зрению.
Кроме того, растения умеют защищаться и общаться между собой. В научной литературе описано интересное наблюдение: когда в тополиную рощу забредают косули и начинают поедать молодые тополя, побеги стремительно накапливают танин — горькое, «невкусное» вещество. Причем оно начинает активно выделяться даже у тех деревьев, которые еще не тронуты животными. Оказывается, тополя, которыми полакомились косули, выбрасывают в воздух молекулы этанола — как бы подают сигнал «Защищайтесь! Опасность!».
Еще один факт: растения предсказывают погоду. Еще в древности земледельцы чутко следовали правилам: цветки васильков, клевера и других полевых трав раскрываются к ясной погоде, если цветущие растения (например, акация и сирень) особенно сильно благоухают — скоро начнется дождь. Деревья могут предвидеть погоду даже на несколько месяцев вперед. Народные приметы: если осенью листья начинают желтеть снизу — к поздней весне, береза дает много сока — будет дождливое лето, рябина цветет поздно и обильно — к «рябиновой», т.е. долгой и теплой осени, зацвела черемуха — жди холода в мае и многие другие. Опытные агрономы с давних пор вели книги наблюдений за «зелеными барометрами», чтобы строить планы на урожай.
Такое поведение растений заставило человека обожествлять деревья и травы, приписывать им человеческие свойства и даже — наделять разумом. А когда в XX веке выяснилось, что растения еще и чутко реагируют на музыку, причем «любят» мелодичную классику, у науки не осталось сомнений: у трав, деревьев и кустарников есть свои собственные, растительные «чувства».

У растений есть своя «нервная система»

Думающие и чувствующие растения стали для ученых предметом исследования. Уже в XIX веке известный физиолог Клод Бернар объяснил возможность растений реагировать на окружающую среду свойством раздражимости. Ученый обоснованно предположил, что раздражимость должна быть свойственна всем живым обитателям планеты, включая растения. Как выяснили в начале XX века физиологи, взаимодействие клетки с окружающим миром осуществляется посредством передачи электрохимических импульсов. Индийский врач Яхавендра Бос в 1926 году высказал гипотезу: в организме растений действуют электрохимические механизмы, аналогичные тем, что лежат в основе работы нервной системы человека. Травы, деревья и кустарники с помощью чувствительных рецепторов и системы передачи возбуждения могут реагировать практически на любые раздражители: механические (в том числе и звуковые), электрические, температурные, световые, химические.
О том, как растения делают это, стало понятно в 50-60 гг. прошлого столетия. Тогда исследователи всего мира принялись детально изучать, каким образом организм растения получает сигналы, анализирует их и реагирует морфологическими и химическими изменениями.
Возбуждение в растительной клетке, как и в животной, передается посредством веществ — биомедиаторов, заявили в 1947 году английские фармакологи Эммелин и Фельдберг. Они описали удивительную находку — «животный» нейротрансмиттер ацетилхолин в стрекательных клетках волосков крапивы. Открытие имело эффект взорвавшейся бомбы — до сих пор функции нейротрансмиттеров рассматривались только у организмов, обладающих нервной системой! Ведь нейротрансмиттер передает нервный импульс!.. Правда, скорость передачи импульса у растения гораздо меньше, чем у животного или человека. Позднее в растениях были обнаружены и другие медиаторы — гистамин, адреналин, норадреналин, дофамин и серотонин. Тема попала в центр внимания науки в 1990-х гг., в том числе благодаря ведущему научному сотруднику Института биофизики клетки РАН доктору биологических наук Виктории Владимировне Рощиной. А в 2005 году Флоренция уже принимала первый международный симпозиум по нейробиологии растений.

Новые горизонты

Понимание «нервной системы» растений открывает новые горизонты перед фармакологией, агрономической наукой и даже освоением космоса. Фармацевты заинтересовались получением лекарственных препаратов из обогащенных нейротрансмиттерами растений. Ацетилхолин уменьшает артериальное давление, замедляет сердечный ритм, увеличивают сокращение гладкой мускулатуры внутренних органов. Дофамин и норадреналин используются при шоковых состояниях и острой сердечной недостаточности, адреналин используется как сосудосуживающий и противовоспалительный агент. Серотонин уменьшает кровотечения. Гистамин известен как компонент лекарств против заболеваний суставов. Лекарственные препараты из обогащенных нейротрансмиттерами растений — заманчивая перспектива для развития медицины.
Не менее важное направление — научиться использовать свойства раздражимости растительной клетки в качестве модели для изучения нервной системы животных и людей. Известно, что инсектициды, пестициды и другие средства защиты растений могут быть токсичны. Реакция агрономических культур на «отравление» средствами защиты растений аналогичная: в клетках нарушаются схемы передачи электрохимического импульса, физиологические процессы протекают неправильно, и растение страдает. Возможно, растительный организм реагирует на медикаменты таким же образом, как и животный? Опыт с мимозой стыдливой это подтвердил. Изящный комнатный цветок сворачивает, «прячет» листья при прикосновении. Однако если растение полить раствором обезболивающего препарата, снижается и чувствительность листьев. Таким образом, травы могут стать надежным другом медиков, помогая тестировать действие лекарственных средств.
Огромны перспективы применения знаний из области нейробиологии растений в агрономии. Изменение состава биомедиаторов в клетке, искусственное добавление или уменьшение количества нейротрансмиттеров может значительно влиять на выраженность и сроки развития сельскохозяйственных культур. Так, серотонин — активный регулятор роста побегов и листьев. Дофамин — наоборот, способен замедлять развитие растения. Эксперименты с ацетилхолином показали, что медиатор стимулирует прорастание семян и ускоряет развитие проростков озимой пшеницы. Кроме того, ацетилхолин увеличивает проницаемость клеточных мембран и контролирует раскрытие устьиц. Опытным путем доказано, что при погружении поникшего и увядшего побега в раствор соединения оно достаточно быстро «приходит в форму» и восстанавливается. Нейромедиаторы включаются в обменные процессы растения и становятся предшественниками для формирования других веществ. Следовательно, с их помощью можно контролировать пищевую ценность сельхозкультур.
К XXI веку достижения в области нейробиологии растений вышли из стен научных институтов и лабораторий. В начале XXI века работами ботаников-нейрофизиологов заинтересовалось НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства, США). Поскольку растения могут быть незаменимы в продолжительных космических полетах, обеспечивая людям пищу и кислород, детальное понимание физиологии растительного организма — важнейшая задача.
В США сегодня выделяются миллионные гранты на изучение воздействия гравитации и невесомости на злаковые культуры. Помимо этого, исследователи планируют воссоздать точную модель молекулярных «часов», с помощью которых растения узнают, когда зацветать и плодоносить. Искусственное управление жизненными циклами наших зеленых друзей может сделать их надежными спутниками на борту космических аппаратов.
Нейробиология растений сформировала оригинальную концепцию: на планете Земля давно живут и развиваются две параллельные нейронные сети. Одна — над землей, в головах у людей, вторая — под землей, в корнях у растений. Момент, когда эти сети начнут взаимодействовать, станет новым витком в развитии цивилизации на Земле. Концепция — красивая. Но если говорить о науке, то на нейробиологию ученые возлагают серьезные надежды. Без сомнения, уже в ближайшее время она даст массу уникальных и ценных для человечества технологий.
http://www.newagro.info/articles/005-nauka-pole-slyishit-chuvstvuet-i-obshhaetsya/
avatar
ARSEN
ГРОССМЕЙСТЕР
ГРОССМЕЙСТЕР


Вернуться к началу Перейти вниз

Re: НЕЙРОтрансмиттеры в организмах РАСТЕНИЙ

Сообщение автор ARSEN в 2016-06-05, 10:15

Нейротрансмиттеры растений - агенты раздражимости
Виктория Рощина
В последнее десятилетие 20 века сформированы новые представления о нейротрансмиттерных веществах - ацетилхолине и биогенных аминах, как всеобщих агентах раздражимости, свойственных любой живой клетке.  Исторически функции нейротрансмиттеров рассматривались только у животных, обладающих нервной системой. Их первоначальная роль связывалась с передачей нервного импульса. Оказалось, однако, что нейротрансмиттеры - ацетилхолин, дофамин, норадреналин, адреналин, серотонин, гистамин - найдены и у растений, грибов, микроорганизмов, что позволяет говорить об их универсальности в живом мире.  Их функции  для организмов, не обладающих нервной системой, позволяют рассматривать  эти соединения и под другим названием – как биомедиаторы и регуляторы в ненервной системе. Множественность функциональных характеристик веществ, первоначально названных нейротрансмиттерами, заставляет по-иному взглянуть на их роль в эволюции. Токсины, опасные для нервной системы животных, оказались столь же опасны и для растительных организмов.  Присутствие таких соединений  у растений открывает новые возможности в фитофармакологии, когда можно направленно применять растительные экстракты и препараты из них. 
     В середине XIX века известный физиолог животных Клод Бернар, рассматривая явление раздражимости, как одно из главных свойств всего живого, предположил существование общих механизмов восприятия и быстрой реакции организма на внешние воздействия. В своей книге “Жизненные явления общие животным и растениям” он писал: “Способность, составляющая существенное условие всех явлений жизни у растений, как и животного, существует в самой простейшей степени. Эта способность есть раздражимость”. Основанием для такого заключения послужили опыты по влиянию анестетиков на быстрое закрывание листьев мимозы при механическом раздражении. Он установил, что у растений наблюдается такая же блокада анестетиками проведения импульса возбуждения, как и у животных. Однако молекулярный механизм раздражимости, включающий восприятие внешнего стимула, передачу информации о нем и ответные реакции начали изучаться лишь в XX столетии. Индийский естествоиспытатель и врач Яхавендра Бос в 1926 году высказал гипотезу о существовании аналога нервной системы и у растений. Выяснилось, что в основе проведения импульса возбуждения у животных и растений лежат электрические явления в виде изменений электрического потенциала. 
     Практические потребности медицины, связанные с необходимостью поиска обезболивающих и успокаивающих лекарственных средств, стимулировали дальнейшие научные исследования. Это привело к открытию механизма химической передачи возбуждения от клетки к клетке с помощью низкомолекулярных посредников - медиаторов: холинового эфира — ацетилхолина, биогенных аминов — дофамина, норадреналина, адреналина, серотонина, гистамина и др. соединений. В нервной клетке эти соединения содержатся в специальных секреторных пузырьках и освобождаются при возбуждении в очень узкое пространство (1 нм) между контактирующими клетками – синаптическую щель. Свободный медиатор связывается с белками-рецепторами соседней клетки, в результате чего открываются ионные каналы в плазматической мембране, и ионы устремляются по градиенту концентрации, возникает изменение электрического потенциала клетки. При этом химическая информация преобразуется в электрическую. Взаимодействие медиатора с рецептором может реализоваться и по другому механизму — через включение систем внутриклеточных вторичных посредников, которые регулируют активность ферментов в клетке.
      Помимо специализированной медиаторной функции в организмах, обладающих нервной системой, ацетилхолину и биогенным аминам свойственна и другая роль. Присутствие в растениях классических нейромедиаторов синаптической передачи возбуждения - ацетилхолина, катехоламинов, серотонина и гистамина, их заметная физиологическая активность, обнаружение компонентов холинэргической и адренэргической систем регуляции в растительных клетках, делает вполне реальной идею об универсальных принципах сигнализации и передачи информации в виде электрического и химического сигналов у всех живых организмов. Различия отмечаются, в основном, в частных механизмах межклеточной сигнализации у многоклеточных животных и растений, обусловленных специализацией, структурной организацией, особенностями энергетического и метаболического обмена. 
. На уровне клетки (как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов, не имеющих синаптических контактов) присутствие ацетилхолина и биогенных аминов может объясняться их двойной ролью: как регуляторов внутриклеточного метаболитического обмена и как локальных внутриклеточных медиаторов, взаимодействующих с органеллами в ответ на внешний сигнал, полученный плазмалеммой из окружающей среды.
     Фармакологические эффекты нейротрансмиттеров весьма многообразны.Ацетилхолин (0.05-0.15 г в день) уменьшает артериальное давление, действуя как вазодилатор, замедляя сердечный ритм, и индуцирует стеноз зрачков, увеличивают сокращение  гладкой мускулатуры  внутренних органов, и увеличивает секрецию sudoriferous,  слезных и бронхиальных желез. В отличие от ацетилхолина,  катехоламины (25-100  мг в день)  стимулируют, главным образом альфа- и бета-рецепторы, увеличивают кровяное давление. Дофамин и норадренилин используются при шоковых состояниях  и острой сердечной недостаточности, тогда как адреналин  прекращает останавливает приступы бронхиальной астмы и развитие других острых аллергических реакций, при глаукоме и как сосудосуживающий  и противовоспалительный агент в практике отоларингологии и офтальмологии.  Серотонин ( 5-10 мг в день) действует на кровеносные сосуды, полезен против синдромов  геморрагии , поскольку  увеличивает капиллярную стабильность и уменьшает кровотечение при малокровии, а также действует как гормон.  Гистамин известен как компонент лекарств против полиартрита  и ревматизма и в малых дозах (~10-7M) предотвращает предотвратить острые аллергические реакции. Он возбуждает секрецию поджелудочной железы и вызывает спастическое сужение поверхностной мускулатуры.  Обогащенные нейротрансмиттерами растения имеют большие перспективы для использования в фармакологической практике. Например, листья и стебли крапивы обогащены ацетилхолином, серотонином и гистамином, там же найдены и норадреналин и адреналин. Очень много дофамина и серотонина в кожуре банана и др. растений.
   Другой важный аспект проблемы - чувствительность растений к тем же токсинам и ядам, что и животные. Обработка многими инсектицидами приводит к повреждению и даже гибели растений. Не забывайте, что нейротрансмиттерные системы (в основном белковые)одни и те же, для всех организмов! Посмотрите на листья мимозы! Любое прикосновение - и они сворачиваются.  Происходит такое с участием норадреналина. Сейчас многие полагают, что растения не чувствуют, но это , теперь мы знаем, не так.

Литература.

Рощина В.В., Нейротрансмиттеры в растениях // Наука в России, 2004, № 1, с.19-21

Рощина В.В. (2010) Нейротрансмиттеры  -биомедиаторы и регуляторы растений.
2005-2010 ФГУ ГНИИ ИТТ "Информика" б Учебное пособие2005-2010 Федеральное агентство по образованию Информационная система "Единое окно доступа к образовательным ресурсам"
http://window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt?p_id=42266
http://window.edu.ru/window/library?p_rid=68504
http://window.edu.ru/window_catalog/files/r68504/neirotransmitters.pdf

Рощина В.В. Биомедиаторы в растениях. Ацетилхолин и биогенные амины. Пущино: Биологический Центр АН СССР. 1991. 192 с.

Roshchina V.V. Neurotransmitters in plant life. Enfield, Plymouth: Science Publ., 2001. 283 p

Roshchina V.V. (2010) Chapter 2. Evolutionary сonsiderations of neurotransmitters in Microbial, Plant and Animal Cells. In: Microbial Endocrinology. Interkingdom Signaling in Infectious Disease and Health. (Lyte, M. and Freestone P. P.E. (Eds.) pp. 17-52. New York, Berlin: Springer-Verlag.

Рощина В.В., Мухин Е.Н. (1986) Ацетилхолин в жизнедеятельности растений // Успехи современной биологии Т.101. № 2. С. 265-274.
Рощина В.В. (1991) Нейротрансмиттеры катехоламины и серотонин в растениях. // Успехи современной биологии Т.111. № 4. С. 631-645. 
Рощина В.В. Функции нейромедиаторных веществ у растений//Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 2000. Т.86, №10б С.1300-1307



http://www.proza.ru/2010/08/13/316
avatar
ARSEN
ГРОССМЕЙСТЕР
ГРОССМЕЙСТЕР


Вернуться к началу Перейти вниз

Re: НЕЙРОтрансмиттеры в организмах РАСТЕНИЙ

Сообщение автор ARSEN в 2016-06-05, 10:31

Мне подумалось, что открытие НЕЙРОтрансмиттеров в организмах РАСТЕНИЙ может служить свидетельством существования НАД-биологического уровня регуляции их жизнедеятельности.

Я имею в виду ЦЕЛЕВУЮ детерминацию жизнедеятельности растений со стороны их РОДОВЫХ ФОРМ, которая опосредуется актуальной формой Родочеловека. 

При таком рассмотрении, наличие одних и тех же НЕЙРОтрансмиттеров у Человека и растений, вероятно, можно расценить как вещественное доказательство управляемости растений со стороны Человека.

Поскольку нейротрансмиттеры в растениях регулируют их реакции на стимулы внешней среды, постольку их можно считать самым периферийным звеном с системе целевой детерминации растений.
avatar
ARSEN
ГРОССМЕЙСТЕР
ГРОССМЕЙСТЕР


Вернуться к началу Перейти вниз

Re: НЕЙРОтрансмиттеры в организмах РАСТЕНИЙ

Сообщение автор Спонсируемый контент


Спонсируемый контент


Вернуться к началу Перейти вниз

Предыдущая тема Следующая тема Вернуться к началу


 
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения