Podľa Jacka Schultza sú rastliny „iba veľmi pomalými zvieratami“. A chybou nie je vôbec nedostatok pochopenia základnej biológie. Schultz je profesorom na Katedre prírodných vied na Missourskej univerzite v Columbii. Štyridsať rokov strávil skúmaním interakcií medzi rastlinami a hmyzom. Pozná svoje veci. Namiesto toho upozorňuje na všeobecné myšlienky o našich bratoch z tvrdého dreva, ktoré podľa jeho názoru považujeme za takmer nábytok. Rastliny bojujú o územie, hľadajú jedlo, vyháňajú dravce a pasti korisť. Žijú ako každé zviera a - ako zvieratá - prejavujú zvláštne správanie.
„Aby ste to boli presvedčení, stačí strieľať rastúcu rastlinu v rýchlom pohybe - potom sa bude správať ako zviera,“nadchne Oliviera Hamanta, ktorý študuje rastliny na univerzite v Lyone vo Francúzsku. Rýchly pohyb skutočne zachytáva úžasný svet správania sa rastlín v celej svojej kráse.
Rastliny sa vôbec necieľujú, čo znamená, že si musia byť vedomé toho, čo sa okolo nich deje. „Rastliny tiež potrebujú sofistikované snímacie zariadenia prispôsobené meniacim sa podmienkam, aby mohli správne reagovať,“hovorí Schultz.
O čom mlčia slnečnice?
Čo cítia rastliny? Daniel Hamowitz z Tel Avivskej univerzity v Izraeli verí, že sa ich pocity nelíšia od tých našich. Keď sa Hamowitz rozhodol napísať v roku 2012, čo vedia rastliny, v ktorom skúmal skúsenosti rastlín, ktoré sa odrážajú v najprísnejších a najmodernejších vedeckých výskumoch, bol do istej miery v úcte.
"Veľmi som sa obával odpovede," hovorí.
Propagačné video:
A jeho obavy neboli neprimerané. Popisy toho, ako rastliny vidia, cítia, cítia a skutočne vedia, sa odrážali v knihe Tajný život rastlín, ktorá vyšla v roku 1973 pre generáciu kvetov, ale obsahovala len veľmi málo dôkazov. Najmä táto kniha úplne zdiskreditovala myšlienku, že rastliny pozitívne reagujú na zvuky klasickej hudby.
Výskum vnímania rastlín však od 70. rokov minulého storočia prešiel dlhú cestu av posledných rokoch došlo k prudkému nárastu vo výskume senzorov rastlín. Cieľom tejto práce nie je len preukázať, že „rastliny majú tiež pocity“, ale tiež položiť otázky „prečo“a „ako“rastlina cíti svoje prostredie.
Schultzovi kolegovia z Missouri, Heidi Appel a Rex Cockcroft, hľadajú pravdu o sluchu rastlín.
„Hlavným prínosom našej práce je nájsť dôvod, prečo zvuk ovplyvňuje rastliny,“hovorí Appel. Beethovenova symfónia pravdepodobne nebude priťahovať pozornosť rastliny, ale prístup hladnej húsenice je ďalším príbehom.
Vo svojich pokusoch Appel a Cockcroft zistili, že záznamy žuvacích zvukov produkovaných húsenicami spôsobili, že rastliny zaplavili svoje listy chemickou obranou určenou na odrazenie útočníkov. „Ukázali sme, že rastliny reagujú na ekologicky relevantný zvuk ekologicky relevantnou reakciou,“hovorí Cockcroft.
Environmentálny význam alebo vhodnosť je veľmi dôležitý. Consuelo de Moraes zo Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu v Zürichu a jeho kolegovia ukázali, že okrem schopnosti počuť blížiaci sa hmyz môžu niektoré rastliny cítiť aj vôňu lietajúcich signálov emitovaných okolitými rastlinami v reakcii na blížiaci sa hmyz.
Ešte nebezpečnejšia je demonštrácia z roku 2006, že parazitická rastlina - vyhadzovač viniča - vyčnieva z potenciálneho hostiteľa. Potom sa dodder vo vzduchu krúti, prepletie smolného majiteľa a odsaje z neho výživné látky.
Zdalo by sa, ako sa tieto činnosti líšia od tých našich? Rastliny niečo počujú alebo cítia a potom podľa toho konajú rovnako ako my.
Je tu však, samozrejme, významný rozdiel. „Nevieme, aké podobné sú mechanizmy vnímania zápachu u rastlín a zvierat, pretože o mechanizmoch rastlín veľa nevieme,“hovorí de Mores.
Máme nosy a uši. Čo majú rastliny?
Nedostatok jasných centier pre senzorický vstup sťažuje pochopenie zmyslov rastlín. Toto nie je prípad - fotoreceptory, ktoré rastliny používajú na „videnie“, sú celkom dobre pochopené - ale pole ako celok určite vyžaduje ďalšie štúdium.
Appel a Cockcroft dúfajú, že nájdu časť alebo časti rastliny, ktoré reagujú na zvuk. Mechanoreceptorové proteíny, ktoré sa nachádzajú vo všetkých rastlinných bunkách, sú pravdepodobne kandidátmi. Konvertujú mikrostrany generované zvukovými vlnami na elektrické alebo chemické signály.
Vedci sa snažia pochopiť, či rastliny s chybnými mechanoreceptormi stále dokážu reagovať na hluk spôsobený hmyzom. Zdá sa, že rastliny nepotrebujú niečo také objemné ako ucho.
Ďalšou schopnosťou, ktorú zdieľame s rastlinami, je propriocepcia: „šiesty zmysel“, ktorý umožňuje (niektorým z nás) slepo písať, žonglovať a vedieť, kde sú rôzne časti nášho tela vo vesmíre.
Pretože tento pocit nie je spojený so špecifickým orgánom u zvierat, ale skôr sa spolieha na spätnoväzbovú slučku medzi mechanoreceptormi vo svaloch a mozgu, porovnanie s rastlinami bude celkom presné. Aj keď sa detaily na molekulárnej úrovni mierne líšia, rastliny majú aj mechanoreceptory, ktoré detegujú a reagujú na zmeny v ich prostredí.
„Všeobecná myšlienka je rovnaká,“hovorí Hamant, ktorý je spoluautorom prieskumu propriocepcie z roku 2016. „Až doteraz sme vedeli, že v rastlinách je to viac kvôli mikrotubulám (štrukturálnym zložkám bunky), ktoré reagujú na napínanie a mechanickú deformáciu.“
Štúdia uverejnená v roku 2015 v skutočnosti zistila podobnosti, ktoré by mohli ísť ešte hlbšie a zahrnúť aktín - kľúčovú zložku svalového tkaniva - ako je zapojená do propriocepcie rastlín. „Toto podporuje menej,“hovorí Hamant, „ale existovali dôkazy o tom, že sa jedná o aktínové vlákna; skoro ako svaly. “
Tieto výsledky nie sú jediné svojho druhu. Keď skúmali zmysly rastlín, vedci začali objavovať opakujúce sa vzory naznačujúce hlboké paralely so zvieratami.
V roku 2014 tím vedcov z University of Lausanne vo Švajčiarsku ukázal, že keď húsenica zaútočí na závod Arabidopsis, vyrazí vlna elektrickej aktivity. Prítomnosť elektrickej signalizácie v rastlinách nie je ani zďaleka nová myšlienka - fyziolog ju John Burdon-Sanderson navrhol ako mechanizmus pôsobenia flytrap Venuše už v roku 1874, ale čo je skutočne zaujímavé, je úloha, ktorú hrajú molekuly - receptory glutamátu.
Glutamát je najdôležitejším neurotransmiterom v našom centrálnom nervovom systéme a hrá v rastlinách presne tú istú úlohu, s jedným zásadným rozdielom: rastliny nemajú centrálny nervový systém.
„Molekulárna biológia a genomika nám hovorí, že rastliny a zvieratá sú tvorené prekvapivo obmedzeným súborom molekulárnych„ stavebných blokov “, ktoré sú dosť podobné,“hovorí Fatima Tsverchková, výskumníčka na Karlovej univerzite v Prahe. Elektrická komunikácia sa vyvinula dvoma rôznymi spôsobmi, zakaždým s použitím súboru stavebných blokov, ktoré údajne vyvolali rozpor medzi zvieratami a rastlinami pred 1,5 miliardami rokov.
„Evolúcia viedla k mnohým možným mechanizmom komunikácie a aj keď ich môžete získať rôznymi spôsobmi, spodný riadok je rovnaký,“hovorí Hamowitz.
Uvedomenie si, že takéto podobnosti existujú a že rastliny majú oveľa väčší zmysel pre svet, ako naznačuje ich vzhľad, viedlo k mnohým pozoruhodným tvrdeniam o „rastlinnej inteligencii“a dokonca začalo novú disciplínu. Elektrická signalizácia v rastlinách bola jedným z kľúčových faktorov pri vzniku „rastlinnej neurovedy“(tento termín sa používa, aj keď rastliny nemajú neuróny). V súčasnosti existujú vedci rastlín, ktorí študujú oblasti, ktoré nie sú rastlinami, ako je pamäť, učenie a riešenie problémov.
Takéto myslenie viedlo švajčiarskych zákonodarcov k napísaniu príručky o ochrane „dôstojnosti rastlín“- čokoľvek to znamená.
Zatiaľ čo pojmy ako „rastlinná inteligencia“a „rastlinná neuroveda“považujú mnohí za metaforickejšie, stretávajú sa s kritikou. „Myslím si, že rastliny sú inteligentné? Myslím si, že rastliny sú komplikované, “hovorí Hamowitz. A zložitosť by sa nemala zamieňať s inteligenciou.
Aj keď je veľmi užitočné opísať rastliny antropomorfne, existujú obmedzenia. Nebezpečenstvo spočíva v tom, že by sme mohli považovať rastliny za podradné verzie zvierat, čo nie je vôbec pravda.
"My, ktorí študujeme rastliny, sme radi, keď hovoríme o podobnosti a rozdieloch medzi životným štýlom rastlín a zvierat, keď prezentujeme výsledky štúdie širokej verejnosti," hovorí Tsverchková. Zároveň sa však domnieva, že závislosť od živočíšnych metafor pri popisovaní rastlín vedie k problémom. „Chcem sa vyhnúť takýmto metaforám, aby som predišiel obyčajne bezvýsledným diskusiám o tom, či mrkva bolí, keď bude pohryznutá.“
Rastliny sú nesmierne schopné robiť to, čo robia. Nemusia mať nervový systém, mozog alebo iné zložité funkcie, ale predbiehajú nás v iných oblastiach. Napríklad, hoci nemajú oči, rastliny ako Arabidopsis majú najmenej 11 druhov fotoreceptorov, zatiaľ čo máme iba 4. To znamená, že ich videnie je zložitejšie ako naše. Rastliny majú rôzne priority a to odráža ich zmyslové systémy. Ako poznamenáva Hamowitz vo svojej knihe, „svetlo pre rastlinu nie je len signál; svetlo je jedlo. “
Preto hoci rastliny čelia rovnakým problémom ako zvieratá, ich zmyslové schopnosti sú formované ich hlavnými rozdielmi. „Zakorenenie rastlín - skutočnosť, že sa nepohybujú - znamená, že si musia byť oveľa viac vedomí svojho prostredia ako ja alebo vy,“hovorí Hamowitz.
Ak chcete plne oceniť, ako rastliny vnímajú svet, je dôležité zmeniť paradigmu postojov k rastlinám. Nebezpečenstvo spočíva v tom, že ak ľudia porovnajú rastliny so zvieratami, bude im chýbať ich hodnota. Rastliny by sa mali považovať za zaujímavé, exotické a úžasné živé veci, nie za kusy nábytku. A v menšej miere - zdroj výživy ľudí a biopalív. Tento prístup by prospel všetkým. Genetika, elektrofyziológia a objav transpozónov sú len niekoľkými príkladmi oblastí, ktoré sa začali výskumom rastlín, z ktorých všetky sa do určitej miery stali kľúčovým v biológii.
Na druhej strane, uvedomenie si, že s rastlinami môžeme mať niečo spoločné, môže byť príležitosťou na zistenie, že sme viac rastlín, ako sme si mysleli, rovnako ako rastliny sú viac zvierat, ako sme si mysleli.
"Môžeme byť mechanistickejší, než sme si mysleli," uzatvára Hamowitz. Podľa jeho názoru by tieto podobnosti mali naznačovať úžasnú zložitosť rastlín, ako aj spoločné faktory, ktoré spájajú všetok život na Zemi. A potom začneme vážiť jednotu v biológii.
ILYA KHEL