ハエトリグサは磁場を利用して何をしているのでしょうか?

ハエトリグサは磁場を利用して何をしているのでしょうか?

研究チームは最近、ベルリンにある、外界の磁気ノイズを遮断する部屋で、切断された食虫植物を高感度機器に固定した。それはハエトリグサの「あご」(実際には特殊な葉)だった。研究チームが温度を上げると、あごは閉じようとエネルギーを呼び起こした。その瞬間、ハエトリグサから磁場が放出された。

この磁場は、電子スピンにおける磁場の変化を推定する装置である原子磁力計によって検出された。研究チームの研究は最近、Scientific Reports誌に掲載された。

「今回の研究の新規性は、多細胞植物系、具体的には多細胞植物系からの活動電位の磁場を観測した点です」と、ドイツ・マインツにあるヘルムホルツ研究所の原子物理学者、アン・ファブリカント氏はビデオ通話で述べた。「また、これまでの2つの実験は異なる種類の磁気磁力計を用いていたため、今回は原子磁力計を使用している点も新しい点です。」

実験室のトラップ。右下では単一のトラップジョーが検査されています。
実験室のトラップ。右下では、片方のトラップジョーが検査されている。写真:アン・ファブリカント(その他)

磁場は以前にも他の植物で観測されており、藻類やマメ科植物で観測されたことがある。従来のSQUIDと呼ばれる磁力計は大型で非常に低温で動作するため、研究チームはより簡便な機器を必要としていた。植物は、傷ついたり、ハエトリグサのように手の届く範囲の餌に噛みつこうとしたりといった様々な行動によって磁場を発生させることができる。磁場は行動そのものに対応するのではなく、植物の次の行動を促す活動電位に対応する。

https://gizmodo.com/is-plant-intelligence-just-a-human-fantasy-1844217825

ハエトリグサは通常、カエルのカーミットの口とエイリアンのまぶたを合わせたような外観をしていますが、研究チームは研究のために片方の羽根だけを切除しました。活動電位は発生し続けるため、片方の羽根だけを使用することで、調査対象は静止したままです。研究チームは、ハエトリグサが摂食しようとするときに発生するのと同じ活動電位を非侵襲的に触媒するため、室内の温度を上げました。活動電位が植物内を伝わると、センサー内のルビジウム原子の電子の回転が変化しました。これは研究チームにとって、磁場の存在を示す証拠でした。

食べなさい、ヴィーナス。あなたはそれに値するわ。
ヴィーナス、食べなさい。あなたはそれに値するわ。写真:オリ・スカーフ/ゲッティイメージズ(ゲッティイメージズ)

新論文の筆頭著者であるファブリカント氏は、磁場が発生することに疑いの余地はほとんどなかったが、問題はそれをどのように検出するかだと述べた。物理学では、移動する電荷が存在すると電場と磁場が発生する。問題は、それらを検出できる機器を持つことである。ハエトリグサの磁場は地球の磁場の約100万分の1の弱さであることが判明したからだ。そのため、研究者たちは磁場がほとんど存在しない部屋で探索を行わなければならなかった。

「もし(磁場が)小さすぎると、私たちのセンサーで測定できないでしょう」とファブリカント氏は述べ、もし複数の磁場が反対方向に生成された場合、「トラップ全体を測定しようとすると、磁場が打ち消されてしまいます。ゼロしか測定できないという大きなリスクがありました」と付け加えた。

ありがたいことに、実際にはそうではありませんでした。研究者たちは0.5ピコテスラ(非常に小さい)振幅の磁気信号を捉え、この植物の活動電位が、これまでに研究された他の植物と同様の物理現象を引き起こすという証拠を示しました。これはこれまで研究された植物の中で最も複雑なものであり、ハエトリグサの磁場は、植物界が今後どのような可能性を秘めているのかを示唆しています。

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