Huntsville’deki Alabama Üniversitesi (UAH) Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nde fahri profesörün katıldığı araştırmaya göre, ayaklarımızın altındaki toprak bir fabrikadan diğerine gönderilen elektrik sinyalleriyle yaşıyor.
UAH’dan Dr. Yuri Shtessel ve Oakwood Üniversitesi’nde biyokimya profesörü olan Dr. Alexander Volkov, domates bitkileri arasındaki elektrik sinyallerinin iletimini incelemek için fiziksel deneyler ve matematiksel modelleme kullanan bir makale yazdılar.
Dr. Shtessel’in uzmanlık alanı kontrol mühendisliğidir. Kontrol algoritmaları disiplinler arasında yaygın olarak uygulanabilir, örneğin havacılık ve uzay araç kontrolünde.
Oakwood’da, Dr. Volkov toprakta her yerde bulunan ve devre görevi gördüğü görülen bir Mikorizal mantar ağı aracılığıyla bir tesis içinde ve bitkiler arasında elektriksel sinyal yayılımı üzerinde çalışmaktadır. Çift ilk olarak 2017’de araştırma üzerinde işbirliği yaptı.
“Dr Volkov biyokimyada tanınmış bir bilgindir. Bir zamanlar, bitkinin gövdesi üzerinden ve bitkiler arasındaki – bitki iletişimi – toprak üzerinden elektrik sinyal yayılımından bahsediyorduk. ”diyor, Dr. Shtessel. “Eşdeğer bir elektrik devresi ve bu süreçleri açıklayan ilgili bir matematik model oluşturmayı önerdim.”
Matematiksel modelleme, adi ve kısmi diferansiyel denklemlere dayanmaktadır. Dr. Shtessel; modelleri oluşturmak, simülasyonları çalıştırmak ve araziler oluşturmakla görevliydi.
Dr. Shtessel, “İletişim süreçlerinin matematiksel modellemesinden ne gibi faydalar elde edilebilir?”diye sorar. “Yanıt çok basit: Pahalı ve uzun deneyler yapmak yerine, matematik modeli çalışılan süreçleri bir bilgisayarda simüle etmek için kullanabiliriz.”
Bitkiler parçaları boyunca yayılan elektrik sinyalleri üretir. Domates kökleri deneysel olarak birbirinden bir hava boşluğu ile izole edildiğinde, boşluğun elektrik empedansı (bir devrenin alternatif akıma karşı direnci) çok büyüktür.
“Elektrik sinyalleri bu boşluktan geçmeyecek.”diyor, Dr. Shtessel. Bu deneyde, Dr. Volkov tarafından keşfedildiği gibi, bitkiler arasında kökleri yoluyla iletişim önlendi.
Ancak, bitkiler ortak toprakta yaşarken, Dr.Volkov tarafından yapılan deneyler, toprak empedansının çok büyük olmadığını ve topraktaki Mikorizal ağ yoluyla birbirlerine elektrik sinyalleri ileterek iletişim kurabileceklerini buldu.
“Sadece iki bitki arasındaki iletişim ağını simülasyonlarla deneysel ve analitik olarak inceledik.” Diyor, Dr. Shtessel.
Aynı türdeki bitkiler arasında elektriksel sinyal yayılımının deneysel çalışmasına ve matematiksel modellenmesine odaklanan domates araştırması, bitkilerin mantarlar aracılığıyla türler arasında iletişim kurup kurmadıkları ile ilgili sorulara yeni kapılar açıyor.
Dr.Shtessel, “Sinyallerin kök ağında yayılması ve ortak bir toprakta veya toprakta bir domates bitkisinden, örneğin bir meşeye yayılması kesinlikle mümkündür.” diyor. “Toprak bir iletken rolü oynar.”
Benzer şekilde, gönderilen mesajların doğası bilinmemektedir ve biliş olasılığı deneyin kapsamı dışındadır. Dr. Shtessel, bu son derece ilginç soruları çağırıyor.
“Tesisler tarafından iletilen ve alınan elektrik sinyallerinin bilişsel işlenmesi üzerine hiçbir çalışma yapılmadı.” diyor. “Başka bir konu, bitkilerin iletişimini havadan elektrik dalgaları aracılığıyla incelemektir. Bu henüz derinlemesine incelenmemiş farklı bir hikaye. ”
Çeviri: Simge Kara