Η σπουδαιότητα της μουσικής και των ήχων στην βιολογία των φυτών καθώς και στην αλληλεπίδραση τους με το περιβάλλον
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Κβάσνιακ, Άννα
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Οι ζωντανοί οργανισμοί (άνθρωποι, ζώα, φυτά), ζουν σ’ ένα περιβάλλον όπου ο ήχος είναι πανταχού
παρών. Η ειδοποιός διαφορά μεταξύ των οργανισμών έγκειται στον τρόπο αντίληψης του ήχου. Κάθε
ήχος από τον μικρό μέχρι και τον πιο μεγάλο σε ένταση και συχνότητα αντηχεί σε κάθε γωνιά και
πλευρά του ενδιαιτήματος τους, μεταφέροντας σε πραγματικό χρόνο πληροφορίες που πρόκειται να
αξιοποιηθούν βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα. Εύλογα, δημιουργείται το ερώτημα αν τα φυτά
ακούν. Παρόλο που τα φυτά δεν διαθέτουν κάποιο εξωτερικό όργανο όπως συμβαίνει στην πλειοψηφία
των οργανισμών, πολλά είδη πληροφορίας μεταβιβάζονται στα φυτά με την μορφή των ηχητικών
κυμάτων. Τα φύλλα, οι ρίζες, τα άνθη, αντιλαμβάνονται τον ήχο, εξασφαλίζοντας την αναπαραγωγή
και επιβίωση τους. Τα ηχητικά κύματα ποικίλλουν ως προς την συχνότητα (Hz) και την ένταση (dB).
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται αντιπροσωπευτικές μελέτες που δείχνουν ότι οι ηχητικές
συχνότητες μπορούν να οδηγήσουν σε μεταβολές της έκφρασης γονιδίων που σχετίζονται άμεσα με
την παραγωγή ενδογενών ορμονών καθώς και μεταβολικών μονοπατιών, επιτρέποντας στο φυτό να
ανταπεξέλθει στις βιοτικές ή αβιοτικές συνθήκες.
Πειραματικά έχει αποδειχθεί ότι η εφαρμογή κατάλληλων συχνοτήτων μπορεί να συμβάλλει δυναμικά
σε διάφορες παραμέτρους της βιολογίας των φυτών, όπως στην ανάπτυξη, την εξέλιξη, την αντίσταση
στις ασθένειες και τα έντομα, ακόμη και στην καθυστέρηση της ωρίμανσης των καρπών. Η
ανταπόκριση των φυτών στα διάφορα περιβαλλοντικά ερεθίσματα διαμεσολαβείται είτε μέσω της
δράσης των γονιδίων TCH (touch genes) είτε μέσω μας ευρείας ομάδας γονιδίων τα οποία ονομάζονται
γονίδια απόκρισης στους ήχους (sound responsive genes), τα προϊόντα των οποίων έχουν την ικανότητα
να ρυθμίζουν την γονιδιακή έκφραση σε ποικίλες διεργασίες στα φυτά (αναπνοή, προετοιμασία του
φυτού για επικονίαση, έκκριση τοξικών ουσιών από το ίδιο το φυτό κ.α). Οι ερευνητές που μελετούν
τη σχέση των φυτών με τους ήχους και τη μουσική χρησιμοποιούν μια μεγάλη γκάμα φυτών, όπως για
παράδειγμα το χρυσάνθεμο (Chrysanthemum callus), το καλαμπόκι (Zea Mays), το Dendrobium
officinale ένα είδος ορχιδέας, η φράουλα (Fragaria L), το ασιατικό ρύζι (Oryza sativa), η ντομάτα
(Solanum lycopersicum) κ.α. Ωστόσο, ιδιαίτερα διαφωτιστικά αποτελέσματα παίρνουμε από μελέτες
στο πειραματικό φυτό-μοντέλο Arabidopsis thaliana, το οποίο έχει στρέψει επάνω του το επιστημονικό
ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια. Μέσα από πλειάδα πειραμάτων φωτίστηκαν αρκετές πτυχές στο εν
λόγω θέμα, όπως για παράδειγμα οι ενδοκυττάριες διαδικασίες που πυροδοτούνται από την επίδραση
του ήχου και στις οποίες συμμετέχουν εξειδικευμένες ορμόνες και σηματοδοτικές πρωτεΐνες, οι
μηχανισμοί πρόσληψης του ήχου και των δονήσεων από ειδικούς υποδοχείς (μηχανοϋποδοχείς), τα
βασικά είδη των αποκρίσεων του φυτού, τα διαφορετικά μηχανικά σήματα, οι εκπομπές των ήχων από
το ίδιο το φυτό και κάτω υπό ποιες προϋποθέσεις συμβαίνουν όλα αυτά. Η περαιτέρω διερεύνηση των
5
μηχανισμών μέσω των οποίων τα φυτά ερμηνεύουν τους ήχους και τη μουσική αποτελεί ένα
αναδυόμενο πεδίο έρευνας το οποίο αναμένεται να βρει μεγάλη εφαρμογή σε διάφορους τομείς του
αγροτικού τομέα (αγροτική παραγωγή, βιομηχανία τροφίμων κ.α.), παρουσιάζοντας επίσης ενδιαφέρον
και από οικολογικής πλευράς αφού οι γνώσεις που αποκτώνται μπορούν να συμβάλλουν δυναμικά
στην μείωση της χρήσης των λιπασμάτων και λοιπών χημικών ουσιών, και κατά συνέπεια στην
προστασία του περιβάλλοντος.
Living organisms (humans, animals, plants) live in an environment where sound is everywhere. The noticeable difference between the organisms lies in the way they perceive sound. Every sound, from the smallest to the largest in intensity and frequency echoes in every corner and side of their habitat, conveying in real-time information that is going to be utilized in the short and long term. There is of course the reasonable question of whether the plants listen. Although plants do not have an external organ as is the case in most organisms, many types of information are transmitted to plants in the form of sound waves. The leaves, the roots, and the flowers perceive the sound, ensuring plant reproduction and survival. Sound waves vary in frequency (Hz) and intensity (dB). This literature review presents representative studies which demonstrate that sound frequencies can lead to changes in the expression of genes directly related to the production of endogenous hormones as well as metabolic pathways, allowing the plant to cope with biotic or abiotic conditions. It has been experimentally proved that the application of appropriate frequencies may have a dynamic contribution to various parameters of plant biology, such as growth, development, resistance to diseases and insects, and even delayed fruit ripening. This type of plant response to various environmental stimuli is caused either by the action of the so-called TCH (touch) genes or by a broad group of genes known as sound responsive genes, whose products have the ability to regulate gene expression in various fundamental processes in plants (respiration, preparation of the plant for pollination, secretion of toxic substances from the plant itself, etc.). Researchers studying the relationship between plants and sound as well as music employ a wide range of plants, such as chrysanthemum (Chrysanthemum callus), corn (Zea mays), the orchid Dendrobium officinale, strawberry (Fragaria L), Asian rice (Oryza sativa), tomato (Solanum lycopersicum), etc. However, particularly enlightening results are obtained from studies on the experimental plant-model Arabidopsis thaliana, which has attracted enormous scientific interest in recent years. Numerous experiments have shed light on several aspects of this subject, such as the intracellular processes triggered by sound waves, in which specialized hormones and signaling proteins are involved, the mechanisms of sound and vibration reception by specific receptors (mechanoreceptors), the basic forms of plant responses, various mechanical signals, sound emissions from the plant itself, and obviously, under which conditions all of these occur. The further investigation of the mechanisms through which plants interpret sounds and music is an emerging field of research that is expected to provide novel ways to support the agricultural sector (agricultural production, food industry, etc.), and protect the environment since the acquired knowledge can make a dynamic contribution to the reduction of the use of fertilizers and other chemical substances.
Living organisms (humans, animals, plants) live in an environment where sound is everywhere. The noticeable difference between the organisms lies in the way they perceive sound. Every sound, from the smallest to the largest in intensity and frequency echoes in every corner and side of their habitat, conveying in real-time information that is going to be utilized in the short and long term. There is of course the reasonable question of whether the plants listen. Although plants do not have an external organ as is the case in most organisms, many types of information are transmitted to plants in the form of sound waves. The leaves, the roots, and the flowers perceive the sound, ensuring plant reproduction and survival. Sound waves vary in frequency (Hz) and intensity (dB). This literature review presents representative studies which demonstrate that sound frequencies can lead to changes in the expression of genes directly related to the production of endogenous hormones as well as metabolic pathways, allowing the plant to cope with biotic or abiotic conditions. It has been experimentally proved that the application of appropriate frequencies may have a dynamic contribution to various parameters of plant biology, such as growth, development, resistance to diseases and insects, and even delayed fruit ripening. This type of plant response to various environmental stimuli is caused either by the action of the so-called TCH (touch) genes or by a broad group of genes known as sound responsive genes, whose products have the ability to regulate gene expression in various fundamental processes in plants (respiration, preparation of the plant for pollination, secretion of toxic substances from the plant itself, etc.). Researchers studying the relationship between plants and sound as well as music employ a wide range of plants, such as chrysanthemum (Chrysanthemum callus), corn (Zea mays), the orchid Dendrobium officinale, strawberry (Fragaria L), Asian rice (Oryza sativa), tomato (Solanum lycopersicum), etc. However, particularly enlightening results are obtained from studies on the experimental plant-model Arabidopsis thaliana, which has attracted enormous scientific interest in recent years. Numerous experiments have shed light on several aspects of this subject, such as the intracellular processes triggered by sound waves, in which specialized hormones and signaling proteins are involved, the mechanisms of sound and vibration reception by specific receptors (mechanoreceptors), the basic forms of plant responses, various mechanical signals, sound emissions from the plant itself, and obviously, under which conditions all of these occur. The further investigation of the mechanisms through which plants interpret sounds and music is an emerging field of research that is expected to provide novel ways to support the agricultural sector (agricultural production, food industry, etc.), and protect the environment since the acquired knowledge can make a dynamic contribution to the reduction of the use of fertilizers and other chemical substances.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Ήχος, Μουσική, Βιολογία φυτών
Θεματική κατηγορία
Ήχος
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Όνομα επιβλέποντος
Μιχαηλίδης, Θεολόγος
Εξεταστική επιτροπή
Μιχαηλίδης, Θεολόγος
Μπέζα, Παρασκευή
Πατακιούτας, Γεώργιος
Μπέζα, Παρασκευή
Πατακιούτας, Γεώργιος
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
72 σ.
Λεπτομέρειες μαθήματος
item.page.endorsement
item.page.review
item.page.supplemented
item.page.referenced
Άδεια Creative Commons
Άδεια χρήσης της εγγραφής: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States