ระบบประสาทของมะเขือเทศที่ช่วยเตือนภัยจากแมลง

มะเขือเทศเชอรี่

ที่มาของภาพ https://www.newscientist.com/article/2284426-tomatoes-have-a-kind-of-nervous-system-that-warns-about-attacks/

        พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีวิวัฒนาการมาอย่างยาวนาน และเพื่อให้สามารถมีชีวิตอยู่ภายใต้สิ่งแวดล้อมหรือสภาวะที่ผิดปกติโดยที่ไม่สามารถเคลื่อนที่หนีไปไหนได้ พืชจึงมีการพัฒนาโครงสร้างและระบบภายในหลายอย่างเพื่อความอยู่รอด ซึ่งโดยทั่วไปก็คือการส่งสัญญาณประเภทต่างๆทั้งสัญญาณที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงน้ำภายในเนื้อเยื่อ (Hydraulic signal) สัญญาณการเปลี่ยนแปลงทางเคมี (Chemical signal) และสัญญาณทางไฟฟ้า (electrical signal)

          มะเขือเทศที่กำลังถูกแมลงกินจะส่งสัญญาณทางไฟฟ้าไปยังส่วนอื่นของต้นในรูปแบบเดียวกับระบบประสาทที่เตือนเมื่อเราได้รับบาดเจ็บ สัญญาณดังกล่าวจะช่วยให้มะเขือเทศรวบรวมกลไกการป้องกันตัวต่างๆ เช่นการปล่อยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งเป็นสารเคมีที่ทำหน้าที่ต่อสู้กับการติดเชื้อจุลินทรีย์เมื่อเนื้อเยื่อได้รับความเสียหาย

          ระบบประสาทในคนจะมีเซลล์ชนิดพิเศษที่ทำหน้าที่เป็นเซลล์ประสาทหรือที่เรียกว่านิวรอน (Neuron) คอยส่งสัญญาณทางไฟฟ้าระหว่างส่วนต่างๆของร่างกาย สำหรับพืชซึ่งไม่มีนิวรอนแต่มีท่อที่ผอมและยาวที่เรียกว่าไซเลมและโฟลเอมทำหน้าที่ลำเลียงของเหลวซึ่งคือน้ำและอาหารระหว่างส่วนต่างๆของลำต้นตั้งแต่รากขึ้นไปจนถึงใบและผล การเคลื่อนย้ายประจุเข้าและออกของระบบท่อดังกล่าวทำให้เกิดสัญญาณทางไฟฟ้าระหว่างส่วนต่างๆของต้นในรูปแบบเดียวกับการทำหน้าที่ของนิวรอน โดยที่เรารู้เกี่ยวกับสัญญาณไฟฟ้าในพืชน้อยกว่าในสัตว์มาก

          งานวิจัยก่อนหน้าที่แสดงว่าใบไม้ที่ฉีกขาดเสียหายสามารถส่งสัญญาณทางไฟฟ้าไปยังใบอื่นๆได้ เป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาครั้งนี้ซึ่งนำโดยกาเบรียล่า นีเมเยอร์ เรสสิกและคณะวิจัยจาก Federal University of Pelotas ประเทศบราซิล โดยเริ่มจากคำถามที่ว่าแล้วถ้าส่วนที่ฉีกขาดเป็นผลล่ะ จะเกิดอะไรขึ้น

          คณะวิจัยนำต้นมะเขือเทศเชอรี่ขนาดเล็กใส่ในกล่องฟาราเดย์ (Faraday cage) ซึ่งเป็นกล่องที่ป้องกันการรบกวนจากสนามไฟฟ้าภายนอก ภายในกล่องมีดักแด้ของผีเสื้อกลางคืน Helicoverpa armigera วางอยู่บนผลมะเขือเทศและถูกหุ้มด้วยถุงพลาสติก ขั้วไฟฟ้าหรืออิเล็คโทรดถูกติดตั้งบนขั้วผลเพื่อติดตามรูปแบบการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าระหว่างที่ดักแด้เริ่มกินมะเขือเทศ คณะวิจัยยังได้ทดสอบทั้งในผลมะเขือเทศสุกที่มีสีแดงและดิบที่มีสีเขียวอีกด้วย

          นีเมเยอร์ เรสสิก กล่าวว่า มีการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นตลอดเวลาในผลมะเขือเทศและมีความแตกต่างอย่างชัดเจนเมื่อผลมะเขือเทศเริ่มถูกกิน นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นของระดับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในผลที่ยังไม่ได้ถูกกินและใบของต้นมะเขือเทศ 

          “สิ่งที่ถูกสังเกตได้ดังกล่าวอาจเกิดขึ้นเพื่อป้องกันการติดเชื้อจุลินทรีย์เมื่อเนื้อเยื่อได้รับความเสียหาย หรือเป็นกลยุทธ์ที่ทำให้เซลล์บริเวณที่ถูกกินตายก่อนที่จะลุกลามไปยังส่วนอื่นของต้น” นีเมเยอร์ เรสสิก กล่าวปิดท้าย

 

ที่มาของแหล่งข้อมูล (Reference)

https://www.newscientist.com/article/2284426-tomatoes-have-a-kind-of-nervous-system-that-warns-about-attacks/

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2021.657401/full

 

คำค้น (Tags) สัญญาณทางไฟฟ้า มะเขือเทศ นิวรอน ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ไซเลมและโฟลเอม