گیاه می‌فهمد؟

تجزیه و تحلیل آماری بیوفوتون های دانه عدس شواهدی را مبنی بر امکان نوعی “هوش” در گیاهان فراهم می کند.

به گزارش سرگرمی روز، همه موجودات زنده سطح ضعیفی از تابش نور ساطع می کنند که به آن «بیوفوتون» می گویند. البته منشا و عملکرد این بیوفتون ها تا حد زیادی ناشناخته است.

اکنون یک تیم بین المللی از فیزیکدانان با حمایت موسسه پرسش های بنیادی (FQxI) و با استفاده از تحلیل آماری نور ساطع شده، رویکرد جدیدی را برای مطالعه و بررسی بیشتر این سوال ارائه کرده اند.

هدف از این بررسی ها چیست؟

محققان در این پروژه قصد دارند آزمایش کنند که آیا بیوفوتن ها در انتقال اطلاعات درون و بین موجودات زنده نقش دارند و آیا نظارت بر بیوفوتون ها در توسعه تکنیک های پزشکی برای تشخیص زودهنگام بیماری های مختلف مفید است یا خیر.

تجزیه و تحلیل محققان از اندازه گیری نور ضعیف ساطع شده از دانه های عدس، مدل ها را از ظهور نوعی هوش گیاهی که در آن تشعشعات بیوفتونیک اطلاعات را حمل می کند و می تواند توسط گیاهان به عنوان وسیله ارتباطی استفاده شود، اطلاع می دهد.

داستان از کجا شروع شد؟

حدود یک قرن پیش، زیست شناس روسی الکساندر گورویچ کشف کرد که پیاز میدان الکترومغناطیسی ضعیفی را منتشر می کند که با رشد سلولی مرتبط است.

اکنون کاتالینا کورچیانو، عضو FQxI و فیزیکدان هسته‌ای و کوانتومی آزمایشی در موسسه ملی فیزیک هسته‌ای (INFN) در ایتالیا، می‌گوید: «از آن زمان، دانشمندان متوجه شدند که باکتری‌ها، گیاهان، حیوانات و حتی انسان‌ها بیوفوتون‌ها ساطع می‌کنند».

Maurizio Benefato یکی دیگر از محققین این پروژه در این رابطه گفت: برخی از دانشمندان معتقدند که احتمالاً این بیوفتون ها در تبادل اطلاعات نقش دارند. اما تا به امروز، هیچ مدلی نتوانسته است توضیح دهد که آنها از کجا آمده اند و برای چه استفاده می شوند.”

سال‌هاست که دانشمندان سعی کرده‌اند انتشار بیوفتون‌ها از دانه‌های جوانه‌زده را به‌عنوان روشی برای اندازه‌گیری کیفیت آن‌ها، بررسی اثرات آفت‌کش‌ها و کودها بر گیاهان و در عین حال به‌عنوان وسیله‌ای برای بررسی کیفیت غذا بررسی کنند. در طی این آزمایش‌ها، با برش بافت‌ها، محققان نرخ‌های متفاوتی از انتشار بیوفوتون را بین سلول‌های تومور و سلول‌های غیر بدخیم مشاهده کردند. بنفاتو توضیح داد: «حتی انسان‌ها در هنگام عصبانیت بیوفوتن‌های بیشتری آزاد می‌کنند.

یکی از مشکلات در اجرای نهایی این آزمایش ها سیگنال ضعیف بیوفتون ها است. تا جایی که به راحتی توسط نورها و صداهای اطراف غرق می شوند.

اما کورچیانو و همکارانش با استفاده از یک آشکارساز فوتون کوانتومی بسیار حساس، توانستند بیوفوتن‌های ۷۶ دانه عدس را در یک محفظه جوانه‌زنی که در جعبه‌ای تاریک قرار داده شده بود، اندازه‌گیری کنند.

هوش گیاهی در حال ظهور

اعضای این تیم این دانه ها را برای دوره های زمانی بین 10 تا 60 ساعت مشاهده کردند. مدل انتشار نشان می دهد که انتشار بیوفتون ها به فعال شدن گروه های سلولی مختلف در طول فرآیند جوانه زنی مرتبط است.

بنفاتو توضیح داد: “هر واحد را می توان به عنوان یک گره در یک شبکه در نظر گرفت و هر گره قبل از انتشار یک بیوفوتون با گره های همسایه تعامل دارد.” این را می توان به ظاهر همکاری و هوشمندی تعبیر کرد. زیرا ماژول ها به نزدیک ترین همسایگان خود و همچنین به ماژول های دور حساس هستند. این هوش جهانی به تعیین اینکه آیا انتشار بیوفتون ها باعث افزایش یا کاهش مزایای جهانی برای گیاه می شود کمک می کند.

بخشی از بودجه این پروژه توسط موسسه پرسش های بنیادی FQxI تامین می شود و هدف آن تسریع تحقیقات در زمینه علوم بنیادی است. کورچیانو می گوید: “درک این پدیده نه تنها پنجره جدیدی را به روی مکانیسم های مورد استفاده در ماده زنده باز می کند، بلکه بینش جدیدی را در مورد درمان آسیب شناسی های انسانی و غیر انسانی ارائه می دهد.” ما به دنبال کشف پیوندهای بالقوه بین بیوفتون ها و نوعی هوش گیاهی هستیم.

با این حال، کورچیانو خاطرنشان کرد که تحقیقات بیشتری لازم است تا بفهمیم بیوفوتن‌هایی که تصور می‌شود در داخل میتوکندری هستند از کجا سرچشمه می‌گیرند. آنها همچنین به دنبال تأیید این هستند که بیوفوتن ها حامل اطلاعات هستند و نوع اطلاعات را تعیین می کنند.

سوال بعدی این است که آیا اطلاعات حمل شده توسط بیوفتون ها قابل تغییر است؟

سیگنال های حساس

کورچانو، بنفاتو و همکارانش همچنین راه حل های اقتصادی را برای بهبود دریافت این سیگنال های حساس در آزمایش های آینده پیشنهاد کردند. یکی از این راه حل ها استفاده از “عدسی فرنل” (عدسی محدب کوتاه با صفحات عمودی موازی که حلقه های متحدالمرکز را تشکیل می دهند) است. با استفاده از این لنز، آنها قصد دارند به طور بالقوه تعداد فوتون های نوری جمع آوری شده را با ضریب بیش از 10 بهبود دهند.

این تیم همچنین پیشنهاد می کند که دانه ها را در یک کره تفلون سفید قرار دهید تا بازتاب نور را بهبود بخشد. بنفاتو در این باره گفت: تفلون بیش از 99 درصد نور را منعکس می کند. در نتیجه، بیوفوتن‌ها قبل از برخورد به آشکارساز، در اطراف کره حرکت می‌کنند.»