植物の根は光ファイバーを「模倣」して光を見る

目が無いからといって光が見えないということではありません。多くの動物はこれらの器官を持たずにそれを検出できます。もちろん植物も。実際、植物は生きるためにあらゆる面で光に依存しています。光合成を行うだけではありません。根の成長など必要に応じて刺激することもあります。しかし、光はどのようにして地球の奥深くまで届くのでしょうか？そのトリックは研究者によって明らかにされ始めています。そしてそれは魅力的です。

光ファイバーを模倣する

植物学者や植物生理学者を常に悩ませてきた疑問は、なぜ植物の根に光受容体が必要なのかということです。実際、植物のこの器官には一連のフィトクロム、つまり光を受信して​​植物内のプロセスを活性化できる「アンテナ」として機能するタンパク質があります。当初、それらは他の組織と同様に、その起源の単なる残骸であると考えられていました。ただし、これらの受容体は機能します。実際、地下にいても機能します。これは、ソウル大学主導の最近の研究で、Hyo-Jun Leeらによって実証されました。

研究では、シロイヌナズナ（植物モデルとして最もよく使用される植物）では、これらの受容体が、埋もれて暗闇にあるにもかかわらず活性化されることが証明されています。しかし、どうしてそうなるのでしょうか？植物組織は、あたかも光ファイバー ケーブルであるかのように、根に到達するまで光を透過、反射することができ、地下にあるにもかかわらず光を「見る」ことができます。正確なメカニズムは不明ですが、研究チームは、それが受容体を活性化する化学信号またはその結果である可能性を排除しました。

さらに、植物の体内を赤色光がより容易に通過することも証明されましたが、通常は青色光が光合成に最も役立ちますが（エネルギーが高いため）、赤色光は茎と根の成長をより刺激します。これは観察された結果と一致する可能性があります。光が根に確実に届くように、研究チームは絶縁された検出器を根に接触させて配置し、枝の 1 つから光信号を発しました。確かに、光は根の先端まで届き、あたかもファイバーケーブルのように伝わり、フィトクロムを刺激しました。

根元からの光を見る

到達する光は、「外部」から観察するには十分ではありません。光合成を行う細菌にも利用されません。それは非常に軽い光であり、植物自体以外の生物にはほとんど感知されません。しかし、根は刺激を受け取り、それを成長に利用することができます。しかし、根はどのようにしてそのような光を認識するのでしょうか？私たちの種は非常に視覚的です。人間の間では、視覚概念を他の感覚から分離するのは困難です。しかし真実は、「見る」方法は何千もあるということです。光を受け取ると、脳内に投影されたイメージとは限らない特定の反応が活性化されます。たとえば、私たちの場合、特定のホルモンや物質が刺激されます。

シロイヌナズナの場合、これが起こります。光が受容体であるフィトクロムに到達すると、健全な成長と根の生産を刺激するHY5と呼ばれるタンパク質の生成が活性化されます。このタンパク質を生成する遺伝子の変異により、根が変形して役に立たなくなります。この遺伝子は光の存在と関連していることがすでに知られていました。しかし、その動作方法の正確なメカニズムは知られていませんでした（そしてこれがどのようなものである可能性も十分にあります）。しかし、現在ではすべてが非常に明確になっているように見えますが、研究者が断言しているように、この研究はまだいくつかの疑問を解決する必要があります。まず、中間要因がまだ存在する可能性があります。

研究の一環として、科学者たちは遺伝子活性化の因子としてメッセンジャー分子や化学因子を除外しようと試みてきた。しかし、彼らは最も直接的で明白な要因を除外しただけです。生物の化学反応は驚くほど複雑です。いわゆる「シグナル伝達カスケード」に依然として存在する可能性のある他の中間因子の存在を除外する必要があります（それらはドミノ倒しのように互いに活性化する分子で構成されているため）。いずれにせよ、この研究は非常に興味深いものであり、植物がどのように見ているかをより深く理解できるようになります。もしかしたら、光信号伝送技術を向上させることができるかもしれません。未来は予測不可能です。そして素晴らしい。