Mogu li biljke čuti, komunicirati?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Svi smo previše šovinisti. Smatrajući sebe vrhuncem evolucije, sve živo raspoređujemo u hijerarhiji prema stupnju bliskosti sebi. Biljke su toliko različite od nas da se čini da su stvorenja kao da nisu sasvim živa. Biblijski Noa nije dobio nikakve upute za njihovo spašavanje na arci. Moderni vegani ne smatraju sramotnim oduzeti si živote, a borce protiv iskorištavanja životinja ne zanimaju "prava biljaka". Doista, nemaju živčani sustav, oči ili uši, ne mogu udariti ili pobjeći. Sve to čini biljke drugačijima, ali ni na koji način ne inferiornima. Ne vode pasivnu egzistenciju "povrća", ali osjećaju svijet oko sebe i reagiraju na ono što se oko njih događa. Prema riječima profesora Jacka Schultza, "Biljke su samo vrlo spore životinje."

Oni čuju

Tajni život biljaka postao je javan velikim dijelom zahvaljujući knjizi Petera Tompkinsa, objavljenoj početkom 1970-ih, na vrhuncu popularnosti pokreta New Agea. Nažalost, pokazalo se da nije oslobođena mnogih zabluda karakterističnih za to vrijeme i iznjedrila je mnoge mitove od kojih je najpoznatiji bila "ljubav" biljaka prema klasičnoj glazbi i prezir prema modernoj glazbi. "Pumpkins, prisiljen slušati rock, skrenuo je sa zvučnika i čak se pokušao popeti na sklisku staklenu stijenku komore", opisao je Tompkins eksperimente koje je provela Dorothy Retallack.

Moram reći da gospođa Retallack nije bila znanstvenica, već pjevačica (mezzosopran). Njezini eksperimenti, reproducirani od strane profesionalnih botaničara, nisu pokazali nikakav poseban biljni odgovor na glazbu bilo kojeg stila. Ali to ne znači da oni uopće ništa ne čuju. Eksperimenti su uvijek iznova pokazali da biljke mogu percipirati i reagirati na akustične valove - na primjer, korijenje mladog kukuruza raste u smjeru izvora oscilacija frekvencije od 200-300 Hz (otprilike od male oktave soli do a pe prvo). Zašto još uvijek nije poznato.

Općenito, teško je reći zašto je biljkama potreban "sluh", iako u mnogim slučajevima sposobnost reagiranja na zvukove može biti vrlo korisna. Heidi Appel i Rex Cockcroft pokazali su da Talova rezuhovidka savršeno "čuje" vibracije koje stvara lisna uš koja proždire svoje lišće. Ovaj neupadljivi srodnik kupusa lako razlikuje takve zvukove od običnih zvukova poput vjetra, pjesme parenja skakavaca ili vibracija koje uzrokuje bezopasna muha na listu.

Oni vrište

Ta se osjetljivost temelji na radu mehanoreceptora, koji se nalaze u stanicama svih dijelova biljaka. Za razliku od ušiju, oni nisu lokalizirani, već raspoređeni po cijelom tijelu, poput naših taktilnih receptora, pa je stoga daleko od toga da je bilo odmah moguće razumjeti njihovu ulogu. Primijetivši napad, rezukhovidka aktivno reagira na njega, mijenjajući aktivnost mnogih gena, pripremajući se za zacjeljivanje ozljeda i oslobađajući glukozinolate, prirodne insekticide.

Možda, po prirodi vibracija, biljke čak razlikuju kukce: različite vrste lisnih uši ili gusjenica uzrokuju potpuno različite odgovore genoma. Druge biljke kada su napadnute oslobađaju slatki nektar, koji privlači grabežljive insekte poput osa, najgorih neprijatelja lisnih uši. I svi oni sigurno upozoravaju susjede: još 1983. Jack Schultz i Ian Baldwin pokazali su da zdravi listovi javora reagiraju na prisutnost oštećenih, uključujući obrambene mehanizme. Njihova komunikacija odvija se "kemijskim jezikom" hlapljivih tvari.

Oni komuniciraju

Ova ljubaznost nije ograničena na rođake, a čak su i udaljene vrste sposobne "razumjeti" međusobne signale opasnosti: lakše je zajedno odbiti uljeze. Primjerice, eksperimentalno je pokazano da duhan razvija zaštitnu reakciju kada je pelin koji raste u blizini oštećen.

Biljke kao da vrište od boli, upozoravaju svoje susjede, a da biste čuli ovaj vrisak, potrebno je samo dobro "ponjušiti". Međutim, još uvijek je nejasno može li se to smatrati namjernom komunikacijom. Možda na taj način sama biljka prenosi hlapljiv signal s nekih svojih dijelova na druge, a susjedi samo čitaju njen kemijski "eho". Omogućena im je prava komunikacija … "gljiva Internet".

Korijenski sustav viših biljaka tvori bliske simbiotske veze s micelijem gljiva tla. Stalno izmjenjuju organsku tvar i mineralne soli. No, protok tvari očito nije jedini koji se kreće duž ove mreže.

Biljke čija je mikoriza izolirana od susjeda razvijaju se sporije i lošije podnose ispitivanje. To sugerira da mikoriza služi i za prijenos kemijskih signala - posredovanjem, a moguće čak i "cenzurom" od gljivičnih simbionta. Ovaj se sustav uspoređuje s društvenom mrežom i često se naziva jednostavno Wood Wide Web.

Kreću se

Svi ti "osjećaji" i "komunikacije" pomažu biljkama da pronađu vodu, hranjive tvari i svjetlost, obrane se od parazita i biljojeda te same napadnu. Omogućuju vam obnovu metabolizma, rast i preusmjeravanje položaja lišća - kretanje.

Ponašanje venerine muholovke može se činiti kao nešto nevjerojatno: ova biljka ne samo da jede životinje, već ih i lovi. No, insektojedi grabežljivac nije iznimka među ostalom florom. Samo ubrzanjem videa tjedan dana u životu suncokreta vidjet ćemo kako se okreće da prati sunce i kako noću "zaspi", prekrivajući lišće i cvijeće. U velikom brzinom pucanja, rastući vrh korijena izgleda točno kao crv ili gusjenica koja puže prema meti.

Biljke nemaju mišiće, a kretanje se osigurava rastom stanica i turgorskim pritiskom, "gustoćom" njihovog punjenja vodom. Stanice djeluju poput složeno koordiniranog hidrauličkog sustava. Davno prije videosnimanja i tehnike time-lapsea, na to je skrenuo pozornost Darwin, koji je proučavao spore, ali očite reakcije rastućeg korijena na okoliš.

Njegova knjiga The Movement of Plants završava poznatim: „Teško da je pretjerano reći da vrh korijena, obdaren sposobnošću da usmjerava pokrete susjednih dijelova, djeluje poput mozga jedne od nižih životinja… koji opaža dojmove iz osjetila i daje smjer raznim pokretima."

Neki su znanstvenici uzeli Darwinove riječi kao još jednu epifaniju. Biolog sa Sveučilišta u Firenci Stefano Mancuso skrenuo je pozornost na posebnu skupinu stanica na rastućim vrhovima stabljike i korijena, koja se nalazi na granici između dijelećih stanica apikalnog meristema i stanica zone rastezanja koje se nastavljaju rasti, ali ne dijeliti.

Još kasnih 1990-ih Mancuso je otkrio da aktivnost ove "prijelazne zone" usmjerava širenje stanica u zoni rastezanja, a time i kretanje cijelog korijena. To se događa zbog preraspodjele auksina, koji su glavni hormoni rasta biljaka.

Oni misle?

Kao i u mnogim drugim tkivima, znanstvenici primjećuju vrlo poznate promjene u polarizaciji membrane u samim stanicama prijelazne zone.

Naboji unutar i izvan njih fluktuiraju, poput potencijala na membranama neurona. Naravno, performanse pravog mozga nikada neće postići tako malena skupina: u svakoj prijelaznoj zoni nema više od nekoliko stotina stanica.

Ali čak i u maloj zeljastoj biljci, korijenski sustav može uključivati milijune takvih vrhova u razvoju. Ukratko, oni već daju prilično impresivan broj "neurona". Struktura ove misleće mreže nalikuje decentraliziranoj, distribuiranoj internetskoj mreži, a njezina je složenost sasvim usporediva sa pravim mozgom sisavca.

Teško je reći koliko je ovaj "mozak" sposoban razmišljati, ali izraelski botaničar Alex Kaselnik i njegovi kolege otkrili su da se u mnogim slučajevima biljke ponašaju gotovo kao mi. Znanstvenici su obični sjemenski grašak stavili u uvjete u kojima je mogao uzgajati korijenje u posudi sa stabilnim sadržajem hranjivih tvari ili u susjednoj, gdje se stalno mijenjao.

Pokazalo se da ako u prvom loncu ima dovoljno hrane, grašak će je preferirati, ali ako je premalo, počet će "rizikirati" i u drugom će loncu izrasti više korijena. Nisu svi stručnjaci bili spremni prihvatiti ideju o mogućnosti razmišljanja u biljkama.

Navodno je više od drugih šokirala samog Stefana Mancusa: znanstvenik je danas osnivač i voditelj jedinstvenog "Međunarodnog laboratorija neurobiologije biljaka" i poziva na razvoj "biljnih" robota. Ovaj poziv ima svoju logiku.

Uostalom, ako zadatak takvog robota nije rad na svemirskoj stanici, već proučavanje vodnog režima ili praćenje okoliša, zašto se onda ne usredotočiti na biljke koje su tako izvanredno prilagođene tome? A kada dođe vrijeme da se počne teraformirati Mars, tko će bolje od biljaka "kazati" kako vratiti život u pustinju?.. Ostaje saznati što same biljke misle o istraživanju svemira.

Koordinacija

Biljke imaju prekrasan osjećaj za položaj vlastitog “tijela” u prostoru. Biljka, položena na bok, će se orijentirati i nastaviti rasti u novom smjeru, savršeno razlikovajući gdje je gore, a gdje dolje. Dok je na rotirajućoj platformi, ona će rasti u smjeru centrifugalne sile. Obje su povezane s radom statocita, stanica koje sadrže teške statolitičke sfere koje se talože pod gravitacijom. Njihov položaj omogućuje biljci da "osjeti" okomitu desnu stranu.