生物学

神经生物学V.égétale, une idée folle ?

信号传输é长距离电器n’est pas l’动物神经元的失灵。 phénomè在植物中有类似的NE,是même partagés par l’ensemble du vivant.

弗兰çois Bouteau et Patrick Laurenti​ Scient for Science N°101
本文保留用于科学用户

自D.éCennie,一个争议évrére愤怒地愤怒’idée d’智力。它反对希望仅限于活动的研究人员é人类概念性à那些不仅仅是l的人’用于各种生物体,但是’也产生了系统èmes informatiques. À peu près au centre de la mêlée, une polémique du mê我订购了« capacités insoupçonnées » des plantes, à从哪个作者n’hésitent pas à en déduire qu’elles sont dotées d’intelligence. Nous n’不会进入这个débat qui né会有稳定的澄清épisté巫师的概念’intelligence.

NéVirtoins,一组数据ées molé纤木,生理和行为表明’一些mé神经生物学苍蝇可能être partagés par l’一起的真核生物(细胞具有核心的生物)甚至是’套生物体。 D.ès lors, en se plaç蚂蚁在Phygog背景下éné勾选并放弃视力IDéaliste des différentes ligné生活方式,植物的神经生物学’est peut-être pas une idée aussi folle qu’on le pense.

和这个IDée n’est pas récente !!在开创性的工作之后’意大利路易吉戈尔瓦尼à la fin du xviiie siècle, l’德国探险家亚历山大·冯Humboldt ré多个exp的Alisaériences concluant à une similarité de la nature bioé电动动物和植物。而且,à la fin du xixe et au début du xxe siècle,潜力’action, c’est-à-dire des messages é传输的电源 (看’encadré page ci-contre),被投入了é在各种诉中试验égé率,主要是脱离éE和含羞草发表了。就这样’excitabilité一些v细胞égé故事将是这种生物体中细胞间通信的手段。

魔鬼é ces démonstrations répétéES,系统的概念ème nerveux végé失去了他的受欢迎程度é à l’occasion de la dé覆盖的荷尔蒙V.égétales. La communauté科学家随后选择了支持’un mé化学信号传导棒。 D.é涵盖了潜力’行动不仅在一些sp植物écialisé是,但在所有其他人中échappa au final à la majorité des spé植物的小组派。

长途通信

然而证据有été制作该信号é电动长距离构成了从细胞沟通的有效方式à cellule chez l’一套真核生物。在植物中,信号électriques à快速传播在r中产生éponse à de nombreux stimuli :酸雨,辐照,冷休克,渗透胁迫(复合浓度时é各种不同的各种变化’un côté à l’autre d’生物膜)或攻击 ’agents pathogènes.

这些信号R.ésultent de flux d’ions à通过细胞膜导致à une dé局部过渡极化的潜力é膜的电子,这种变化é在刺激和循环离子的类型期间。在植物中,至少三种信号é电气传播à长距离有été identifiés :两个是典型的végétaux (les ondes de dé慢偏振和瞬态超积分),我们不是’这里不会谈论它,而那些第三个ème catégorie,潜在的潜力’action, ont les mêmes caractéristiques (看a figure ci-contre) 他们在动物世界的同行 : ils obéissent à la loi du « tout ou rien », se déplacent à恒定速度和幅度,然后是’une période réfractaire.

在植物中,潜在的’行动主要是长距离传播 通过 这 tubes criblés du phloème dédiés par ailleurs à la sève dite élaborée, c’est-à - 携带糖。这些频道编织了一个réseau de câ通过所有的’组织。这些潜力’action sont caractérisés,如动物细胞,通过d的阶段é膜电位的快速极化随后’再渗透阶段就快。

然而,所涉及的离子és diffè。实际上,在植物中,D的阶段é潜力极化’action ne résulte pas d’un mouvement d’ions sodium (Na+), 这些é对大多数V细胞有毒égétales, mais d’ions calcium (Ca2+)在此期间’initiation de la dé极化,频道有利于’增加Ca浓度2+ 在诱导的细胞质中’ouverture d’让氯离子通过的其他频道(CL-)负责D的阶段é极化本身。最后,三分之一ème type de canaux s’对钾离子开放(k+)和D.é旋转阶段旋转阶段。

Dè刺激率达到强度é批评,一个门槛(c’est la règle du « tout ou rien »), le potentiel d’action s’autoperpétue et se dé沿着Cribl管és du phloème :信号已发送é. Il peut également ê通过相邻电池之间的孔(Plasmodesms)越短的距离传输,çon similaire à突触传输électriques.

潜在的潜力’action végé比动物的速度慢,它们的平均传播速度慢étant de 1 à 2 centimètres par seconde, même s’他们有时在一些植物中更快。

v之间的相似之处égé费率和动物进一步走。确实,études ont montré que les gènes de la majorité离子运河的家庭végé比率有动物对应物。 D.éveloppement de l’é电生理A R.évélé l’activité这些渠道中的大多数构成了坚实的基础é幸存运营électrique des végé细胞率。一些离子通道是拱通道étypes retrouvéS也在动物和植物中,Bactséries ou les archées.

mê我,所有摩尔都值得注意的是é作为动物的神经递质,如’acéTylcholine,多巴胺,Noradrénaline, l’adrénaline, la sérotonine, l’组胺或méLazonine在植物中有同源物。 PR.écisons néanmoins qu’ils n’ont pas nécessairement les mêmes rôles ;而且,他们所有的rô植物N.’ont pas encore été élucidés.

动物和v之间的共同点的一些例子égétaux. L’équipe de František Baluška, de l’université德国波恩,出现了é qu’à l’extrémité根本,运输’无氧素,一个激素végétale dérivée TroteCOLAN(氨酸é) à l’instar de la séRotonin,由外尿精进行,并通过V的活性回收é中风,如动物化学突触。此外,这些根细胞与神经元能力共享é de générer spontané潜在的’action.

这些研究人员有également montréL-谷氨酸,一种动物神经递质,李é à des homologues végétaux de ré动物,控制ôle le flux de vé这些细胞中的内吞脑’extrémité根和瞬态变化’钙离子在’诱导潜力’action. À这些强大的功能相似性与突触,s’添加许多mol同源物é如Pr.éClathrine Sence在V方面éSicules或Synaptagmines。

压力… osmotique

这些观察结果带领我们’éLaure Bonnaud,音乐éum national d’histoire naturelle, à tester l’hypothèse d’多聚集动物RP过程的保护é渗透压力的动作,压力在大多数生物体面临。我们’avons vérifiée !

FLP系列的一些小神经肽参与à la régulation de l’activité有助于的离子渠道à在国民软体馆,安康的这种渗透压力élides, les nématodes, les vertébrés…我们只是展示éSLPSdeCéseiche能够réguler des ré通过尤其在离子通道上作用来植物渗透胁迫沉积。另外,我们已经确定了é les homologues végé一些g的速率è这些神经肽。

L’Bacts的存在éries et les archées d’所涉及的离子通道的推定同源物és在神经递质灵魂中ève une hypothèse évolutive inattendue : les systèMES神经传递é他们不会离开mécanismes moléCulls和Cellulars Très anciens, réutilisés et intégrés在sp器官écialisés chez les différentes lignées d’生物,动物和végétaux ?

C’est probable. Après des dizaines d’anné争议,我们承认é因此,真核细胞出现在sc上ène de l’évolution après plusieurs événements d’胚胎,当D时’autres cellules ont été intégrées。在这种情况下,é天然applam jection.ée提交的原核微生物(无内核)àEXT环境é改变笑可能çonner divers mé苍蝇允许他们感知和ré在媒体中放置当地条件。 R.é它是吉安卡洛布鲁尼的’université du Colorado, à Boulder, aux États-Unis, a montré que la bactérie 大肠杆菌 通过诱导D的膜电压的修改可以感知其环境的变化é极化和钙的涌入,pH值énomè类似于潜在的潜力’action enregistrés chez les métazoaires.

这些数据é在目前的原核模态组织中恳求持久性é涉及变体的信号传导é电动和钙与存在é在最古老的组织中。什么可能ê是Archa的功能ï这些信号 ?

在植物中,已经识别了至少三种类型的长距离传播电信号

本质上,生物膜是最常见的Bact生长形式érienne : dans ces communautéS,微生物(Bacté蘑菇,藻类或原生动物仍然存在团结’粘合的保护基质ère à表面。或jacqueline humphries和他的collègues de l’université de Californie, à San Diego, ont détecté des potentiels d’在增长阶段的行动’un biofilm bactérien. À l’反向,它们在生物膜稳定或eSP中不存在è这些不形成生物膜。 Bact.é生物膜似乎协调他们的生长âce à une signalisation électrique !!这种沟通方式可以’étendre au-delà du biofilm, entraî来自互动èces à长距离,例如吸引Bactséries éloignées.

信令é电气在Bact.éries

他们écanismes de ces échanges se dévoilent peu à小的。因此,若干Prot的推定对应物éines mé突触神经递质C的Dectors C.érébrale ont été identifiés chez des bactéries. Ces données suggèrent très强于信令é长途电动,远’être l’神经元的失灵,将是一个mé细胞间通信官能出现了très pré在过程中蟑螂’é植入生活。他本来会的été recruté稍后以动物神经元,以及由植物。

L’当前的热潮周围’idée de neurobiologie végétale conduit à la réémergence d’une idée ancienne. Au début du xxsiè印度物理学家和植物学家Jagadis Chandra Bose Mitévidence l’omnipré信号传导的Sence.év细胞之间的电动égé协调他们的réponses à l’环境。它得出结论,植物有一个系统ème électromécanique, un systè紧张,一种形式’情报并能够记住和’学。这些IDS.ées n’ont pas été bien reçues en leur temps.

所以è后来,当代生物学仍然采用范式克里斯特斯托特é世界许可的不同植物èrent profondé动物因为他们的性格而è不敏感和缺乏’aptitude à与他们的环境互动。然而神经生物学v的概念égétale, au-delà从讨论关于所使用的术语ée, nous oblige à reconsidérer l’origine évolive neoromol.é邪教和神经系统èmes.

S’autoriser à envisager l’existence d’两个r之间的深层同源性ègnes nous conduit à voir dans les spécialisations récentes du système nerveux animal l’通信和细胞生存的古代和基本过程的头像。 L.’adoption d’une telle hypothèse s’apparente à une ré哥白尼概要,何时’我们从愿景中传递了’un monde géocentré à l’héliocentrisme… La communauté科学家公关是ête ?

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