没有语言和文字系统的植物,是如何传递信息的?

植物必须不断整合多方面的信息,进行生长、繁殖、结果,以供人类消费。

人类历史的发展过程,也是信息处理手段的发展过程。伴随着语言文字的产生、造纸和印刷术、电报、电话以及计算机和通信技术的建立和发展,人类传递信息和处理信息的能力可谓是与日俱增。

没有语言和文字系统的植物,是如何传递信息的?
图源: Pixabay

对于不能言语的植物,它们是怎么传递和处理信息的呢?

最近,德国的科学家们通过下一代机器人技术和生物信息学的方法,绘制了拟南芥植物激素的信号网络图,该图中是由2000多种蛋白质-蛋白质的相互作用组成的,向我们展示了拟南芥传递信息和处理信息的途径。

没有语言和文字系统的植物,是如何传递信息的?
实验室中的拟南芥。图源: 维基百科

为什么选择拟南芥进行该项研究呢?因为它是植物界的“小白鼠”。

拟南芥是一个生命周期相对较短的冬季一年生植物,它是植物生物学和遗传学领域的流行的模式生物,也是第一个基因组被完整测序的植物。

维基百科

科学家们通过实验测试了1700万对蛋白质之间的相互作用,再结合生物信息学的方法,结合统计学和图论(图论是数学的一个分支,以图为研究对象),找到了拟南芥中信号传导的途径和潜在的信息交换站点。

通过这种方式,科学家们发现了数百个之前未知的信息交换站点。此外,还发现大多数蛋白质在多种信号通路中都起作用。

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图源: Pixabay

随后,通过基因测序表明,那些被认为是在单一信号通路中起信号传递作用的蛋白质,实际上是在联络不同通路上的信号传递。进一步地解释了植物之间,不同信号通路在物理性质以及功能上,都存在着某种程度的交互,这种信息的交互有助于植物整合不同途径的信息。

植物必须不断整合有关水分和养分的可用性信息,以及有关病原体存在的信息,生长、繁殖、结果,供人类消费。

鉴于气候变化和干旱的威胁,更好地理解植物信息传递和信息处理背后的机制,是非常重要且必要的。

这项研究通过绘制拟南芥的蛋白质网络图,提供了关于植物如何处理信息的最新见解,为生物技术的开发或者植物育种开辟新的战略,以帮助农业应对气候变化所带来的挑战,使植物茁壮成长。

参考文献:

  1. “Melina Altmann et al, Extensive signal integration by the phytohormone protein network”, Nature, 2020.
  2. “To listen is to survive”, LMU, July 01, 2020.

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