آیا گیاهان هم می‌فهمد؟
همه موجودات زنده سطح ضعیفی از تابش نور را ساطع می‌کنند که به آن “بیوفوتون” می‌گویند؛ البته منشأ و عملکرد این بیوفوتون‌ها تا حد زیادی نامشخص است.
حالا تیمی بین‌المللی از فیزیکدانان، با حمایت موسسه سؤالات بنیادی (FQxI)و با استفاده از تحلیل‌های آماری نور ساطع‌شده، در راستای انجام مطالعه و بررسی بیشتر بر روی این موضوع، رویکرد جدیدی را معرفی کرده‌اند.
هدف این بررسی‌ها چیست؟
محققان در این پروژه، قصد دارند تا به آزمایش این موضوع بپردازند که آیا بیوفوتون‌ها در انتقال اطلاعات درون و بین موجودات زنده نقش دارند یا خیر و اینکه آیا نظارت بر بیوفوتون‌ها، در توسعه تکنیک‌های پزشکی درراستای تشخیص زودهنگام بیماری‌های مختلف کاربردی خواهد بود؟
تحلیل‌های محققان از اندازه‌گیری نور ضعیف ساطع‌شده از دانه‌های عدس، از مدل‌هایی برای ظهور نوعی هوش گیاهی خبر می‌دهد که در آن، انتشار بیوفوتونیکی حامل اطلاعاتی است و ممکن است گیاهان از آن به‌عنوان وسیله‌ای برای برقراری ارتباط استفاده کنند.
داستان از کجا شروع شد؟
حدود یک قرن پیش بود که الکساندر گورویچ، زیست‌شناس روسی متوجه شد که پیاز یک میدان الکترومغناطیسی ضعیف منتشر می‌کند که با رشد سلولی مرتبط است.
حالا کاتالینا کورسیانو، عضو FQxI و فیزیکدان هسته‌ای و کوانتومی آزمایشی موسسه ملی فیزیک هسته‌ای (INFN) در ایتالیا دراین‌باره گفت: «از آن زمان، دانشمندان متوجه شدند که باکتری‌ها، گیاهان، حیوانات و حتی انسان‌ها بیوفوتون ساطع می‌کنند.»
مائوریتزیو بنفاتو، یکی دیگر از محققان این پروژه در این رابطه گفت: «برخی از دانشمندان فکر می‌کنند که این بیوفوتون‌ها احتمالاً در تبادل اطلاعات نقش دارند؛ اما تا به امروز هیچ مدلی نتوانسته توضیح دهد که آن‌ها از کجا آمده‌اند و چه کاربردی دارند.»
سال‌هاست دانشمندان می‌کوشند تا انتشار بیوفوتون‌ها از دانه‌های جوانه‌زده را به‌عنوان روشی برای اندازه‌گیری کیفیت آن‌ها در راستای مطالعه اثرات آفت‌کش‌ها و کودها بر روی گیاهان و درعین‌حال به‌عنوان وسیله‌ای برای بررسی کیفیت غذا بررسی کنند. در جریان این آزمایش‌ها، محققان با برش بافت‌ها، شاهد نرخ‌های مختلف انتشار بیوفوتون بین سلول‌های تومور و سلول‌های غیر بدخیم بودند. بنفاتو دراین‌باره توضیح داد: «حتی مردم هم در هنگام عصبانیت بیوفوتون‌های بیشتری آزاد می‌کنند.»
یکی از مشکلات انجام قطعی این آزمایش‌ها، ضعیف بودن سیگنال بیوفوتون‌هاست؛ تا حدی که به‌راحتی توسط نورها و نویزهای اطراف غرق می‌شوند.
اما کورچانو و همکارانش موفق شدند تا با استفاده از یک آشکارساز فوتون کوانتومی بسیار حساس، بیوفوتون‌های حاصل از ۷۶ دانه عدس را در یک محفظه جوانه‌زنی که در جعبه‌ای تاریک قرار داشت اندازه‌گیری کنند.
هوش گیاهی در حال ظهور
اعضای این تیم در بازه‌های زمانی که بین ۱۰ تا ۶۰ ساعت متغیر بود، این دانه‌ها را زیر نظر گرفتند. الگوی انتشار حاکی از آن است که انتشار بیوفوتون‌ها به فعال شدن گروه‌های مختلف سلولی در طول فرآیند جوانه‌زنی مرتبط است.
بنفاتو توضیح داد: «هر واحد را می‌توان به‌عنوان یک گره در یک شبکه در نظر گرفت و هر گره قبل از انتشار بیوفوتون با گره‌های همسایه تعامل دارد.» این را می‌توان به‌عنوان ظهور همکاری و هوشمندی تعبیر کرد؛ چراکه واحدها نسبت به نزدیک‌ترین همسایگان‌شان و همچنین نسبت به واحدهای بسیار دور حساس هستند. این هوش جهانی کمک می‌کند تا مشخص شود که آیا انتشار بیوفوتون‌ها باعث افزایش یا کاهش مزایای جهانی برای گیاه می‌شود یا خیر.
بخشی از بودجه این پروژه توسط مؤسسه سؤالات بنیادی FQxI و باهدف تسریع تحقیقات در علوم بنیادی تأمین‌شده است. کورچانو می‌گوید: «درک این پدیده، نه‌تنها دریچه تازه‌ای را بر مکانیسم‌های مورداستفاده در ماده زنده باز می‌کند، بلکه ایده‌های جدیدی را در درمان آسیب‌شناسی‌های انسانی و غیرانسانی ارائه خواهد کرد. ما به دنبال کشف پیوندهای بالقوه بین بیوفوتون‌ها و نوعی هوش گیاهی هستیم.»
کورچانو درعین‌حال به این نکته اشاره کرد که به بررسی‌های بیشتری نیاز است تا بتوان دریافت که بیوفوتون‌ها از کجا منشأ می‌گیرند که گمان می‌رود که در داخل میتوکندری باشند؛ به علاوه آن‌ها به دنبال آن هستند تا تائید کنند که بیوفوتون‌ها حامل اطلاعات هستند و نوع این اطلاعات را مشخص کنند.
سؤال بعدی این است که آیا می‌توان اطلاعاتی که بیوفوتون‌ها حمل می‌کنند را تغییر داد؟
سیگنال‌های حساس
کورچانو، بنفاتو و همکارانش به علاوه راهکارهایی اقتصادی برای بهبود دریافت این سیگنال‌های حساس در آزمایش‌های آتی را نیز مطرح کرده‌اند. یکی از این راهکارها، استفاده از “عدسی فرنل” (عدسی محدب برش خورده‌ای با صفحات عمودی موازی است که حلقه‌هایی متحدالمرکز را تشکیل می‌دهند) است. آن‌ها با استفاده از این عدسی برای بهبود بالقوه تعداد فوتون‌های نوری جمع‌آوری‌شده با ضریب بیش از ۱۰ می‌کوشند.
این تیم درعین‌حال پیشنهاد می‌کند که برای بهبود انعکاس نور، دانه‌ها را در یک کره تفلون سفید قرار داده شود. بنفاتو دراین‌باره گفت: «تفلون بیش از ۹۹ درصد نور را منعکس می‌کند؛ درنتیجه بیوفوتون‌ها، قبل از برخورد با آشکارساز به اطراف کره می‌چرخند.»
