Движения растений и потенциалы действия
Несколько раз заходил разговор в комментах - мол, как у растений с нервной системой. Я отвечал, что нету - мне решительно не верили. Это к слову, а вот статья про нейробиологию растений http://elementy.ru/genbio/synopsis?artid=161 Ссылка от nature_wonder
Александр Марков
Нейробиология растений: нервные импульсы без нервной системы
"У растений нет ничего похожего на центральную нервную систему, они способны в ответ на различные раздражители генерировать распространяющиеся по организму электрические сигналы, напоминающие нервные импульсы животных. Эти сигналы не несут специфической информации о характере раздражителя и служат, по-видимому, для общей мобилизации защитных сил организма.
Потенциал действия (action potential), быстро распространяющийся по отросткам нейронов и передающийся от одного нейрона к другому при помощи специальных сигнальных молекул - нейромедиаторов - в местах межнейронных контактов.
Генерация ПД и у животных, и у растений происходит по принципу «все или ничего». При возбуждении ниже порогового импульс не возникает совсем, а когда порог возбуждения достигнут, генерируется сразу максимальный по силе импульс. Сходен также и общий принцип распространения импульса: как у животных, так и у растений, распространение ПД основано на явлении «электротона» (возникновение ПД на данном участке клеточной мембраны приводит к самогенерации импульса в соседних покоящихся участках).
По сравнению с животными, у растений ПД «замедлены» на 3-4 порядка. У животных длительность самого ПД и рефрактерного периода измеряется миллисекундами, у растений - секундами и десятками секунд (рефрактерный период - время, в течение которого клетка, сгенерировавшая ПД, остается невосприимчивой к новым стимулам и не может в ответ на них сгенерировать новый ПД). Соответственно и скорость распространения ПД у растений на несколько порядков ниже, чем у животных.
У животных принцип «все или ничего» не лишает нейроны возможности передавать информацию о силе раздражителя. Хотя сами по себе все ПД одинаковы по силе, в ответ на более мощный раздражитель нейрон может выдать серию из множества ПД, быстро следующих один за другим - нечто вроде «пулеметной очереди». У растений, напротив, ПД обычно одиночные, лишь изредка наблюдаются растянутые во времени серии из нескольких импульсов. По-видимому, ПД у растений обычно не несут практически никакой информации о специфике раздражителя. Многие исследователи считают растительные ПД неспецифическими электрическими сигналами.
...Роль «нервов» у растений играют проводящие пучки, которые по своему строению и «кабельным свойствам» отдаленно напоминают нервы животных. Считалось, что основную роль в проведении нервных импульсов играют клетки пучковой паренхимы, связанные друг с другом при помощи цитоплазматических «мостиков» - плазмодесм. В последнее время появились сведения об участии в проведении импульсов также и клеток флоэмы - ситовидных трубок.
...У растений ПД - это тоже деполяризация мембраны, но, в отличие от животных, она возникает не за счет входящего тока ионов натрия, а за счет исходящего тока ионов хлора. Кроме того, в генерации ПД у растений (в отличие от животных) важную роль играет активная работа «протонного насоса», выкачивающего протоны (H+) из клетки.
...У растений этап рецепции (восприятия) и эффекторный ответ (реакция организма на сигнал) связаны воедино. Возникает одиночный импульс, который не может нести никакой информации о специфике раздражителя. Этот импульс оказывает неспецифическое модулирующее влияние на ряд физиологических процессов на всем пути распространения по растению. Учитывая большую длительность ПД у растений, а также значительные электрические, ионнные и метаболические сдвиги при его генерации и распространении, можно сказать, что сам ПД является частью инициируемого неспецифического «ответа» растения на раздражитель. По мнению С. С. Пятыгина, растительный ПД может быть эффективным сигналом о стрессирующем факторе, если в процессе распространения по растению он сам ведет себя подобно стрессору, то есть имитирует его влияние.
...В целом, несмотря на некоторые черты сходства.с нервным импульсом, ПД у высших растений представляет собой во многом уникальный системный сигнал. Основная роль его, по-видимому, состоит в «имитации неспецифического влияния потенциально значимых для жизнедеятельности факторов за пределами зоны раздражения».
Александр Марков
Нейробиология растений: нервные импульсы без нервной системы
"У растений нет ничего похожего на центральную нервную систему, они способны в ответ на различные раздражители генерировать распространяющиеся по организму электрические сигналы, напоминающие нервные импульсы животных. Эти сигналы не несут специфической информации о характере раздражителя и служат, по-видимому, для общей мобилизации защитных сил организма.
Потенциал действия (action potential), быстро распространяющийся по отросткам нейронов и передающийся от одного нейрона к другому при помощи специальных сигнальных молекул - нейромедиаторов - в местах межнейронных контактов.
Генерация ПД и у животных, и у растений происходит по принципу «все или ничего». При возбуждении ниже порогового импульс не возникает совсем, а когда порог возбуждения достигнут, генерируется сразу максимальный по силе импульс. Сходен также и общий принцип распространения импульса: как у животных, так и у растений, распространение ПД основано на явлении «электротона» (возникновение ПД на данном участке клеточной мембраны приводит к самогенерации импульса в соседних покоящихся участках).
По сравнению с животными, у растений ПД «замедлены» на 3-4 порядка. У животных длительность самого ПД и рефрактерного периода измеряется миллисекундами, у растений - секундами и десятками секунд (рефрактерный период - время, в течение которого клетка, сгенерировавшая ПД, остается невосприимчивой к новым стимулам и не может в ответ на них сгенерировать новый ПД). Соответственно и скорость распространения ПД у растений на несколько порядков ниже, чем у животных.
У животных принцип «все или ничего» не лишает нейроны возможности передавать информацию о силе раздражителя. Хотя сами по себе все ПД одинаковы по силе, в ответ на более мощный раздражитель нейрон может выдать серию из множества ПД, быстро следующих один за другим - нечто вроде «пулеметной очереди». У растений, напротив, ПД обычно одиночные, лишь изредка наблюдаются растянутые во времени серии из нескольких импульсов. По-видимому, ПД у растений обычно не несут практически никакой информации о специфике раздражителя. Многие исследователи считают растительные ПД неспецифическими электрическими сигналами.
...Роль «нервов» у растений играют проводящие пучки, которые по своему строению и «кабельным свойствам» отдаленно напоминают нервы животных. Считалось, что основную роль в проведении нервных импульсов играют клетки пучковой паренхимы, связанные друг с другом при помощи цитоплазматических «мостиков» - плазмодесм. В последнее время появились сведения об участии в проведении импульсов также и клеток флоэмы - ситовидных трубок.
...У растений ПД - это тоже деполяризация мембраны, но, в отличие от животных, она возникает не за счет входящего тока ионов натрия, а за счет исходящего тока ионов хлора. Кроме того, в генерации ПД у растений (в отличие от животных) важную роль играет активная работа «протонного насоса», выкачивающего протоны (H+) из клетки.
...У растений этап рецепции (восприятия) и эффекторный ответ (реакция организма на сигнал) связаны воедино. Возникает одиночный импульс, который не может нести никакой информации о специфике раздражителя. Этот импульс оказывает неспецифическое модулирующее влияние на ряд физиологических процессов на всем пути распространения по растению. Учитывая большую длительность ПД у растений, а также значительные электрические, ионнные и метаболические сдвиги при его генерации и распространении, можно сказать, что сам ПД является частью инициируемого неспецифического «ответа» растения на раздражитель. По мнению С. С. Пятыгина, растительный ПД может быть эффективным сигналом о стрессирующем факторе, если в процессе распространения по растению он сам ведет себя подобно стрессору, то есть имитирует его влияние.
...В целом, несмотря на некоторые черты сходства.с нервным импульсом, ПД у высших растений представляет собой во многом уникальный системный сигнал. Основная роль его, по-видимому, состоит в «имитации неспецифического влияния потенциально значимых для жизнедеятельности факторов за пределами зоны раздражения».