Mohou rostliny slyšet, komunikovat?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Všichni jsme příliš šovinisté. Považujeme se za vrchol evoluce a vše živé rozdělujeme do hierarchie podle stupně blízkosti k sobě samým. Rostliny se nám tak nepodobají, že se zdají být tvory, jako by nebyly úplně živé. Biblický Noe nedostal žádné instrukce pro jejich záchranu na palubě archy. Moderní vegani nepovažují za ostudné vzít si život a bojovníci proti vykořisťování zvířat se nezajímají o „práva rostlin“. Ve skutečnosti nemají nervový systém, oči ani uši, nemohou zasáhnout ani utéct. To vše dělá rostliny odlišné, ale v žádném případě ne méněcenné. Nevedou pasivní existenci „zeleniny“, ale vnímají okolní svět a reagují na to, co se kolem nich děje. Slovy profesora Jacka Schultze: "Rostliny jsou jen velmi pomalá zvířata."

Oni slyší

Tajný život rostlin se dostal na veřejnost z velké části díky knize Petera Tompkinse, která vyšla na počátku 70. let, na vrcholu popularity hnutí New Age. Bohužel se ukázalo, že není oproštěna od mnoha iluzí charakteristických pro tehdejší dobu a dala vzniknout mnoha mýtům, z nichž nejznámější byla „láska“rostlin k vážné hudbě a pohrdání moderní hudbou. „Pumpkins, nucený poslouchat rock, se odchýlil od reproduktorů a dokonce se pokusil vylézt na kluzkou skleněnou stěnu komory,“popsal Tompkins experimenty, které provedla Dorothy Retallack.

Musím říct, že paní Retallack nebyla vědkyně, ale zpěvačka (mezzosopranistka). Její experimenty, reprodukované profesionálními botaniky, neprokázaly žádnou zvláštní reakci rostlin na hudbu jakéhokoli stylu. To ale neznamená, že neslyší vůbec nic. Experimenty znovu a znovu prokázaly, že rostliny dokážou vnímat akustické vlny a reagovat na ně – například kořeny mladé kukuřice rostou ve směru zdroje kmitů o frekvenci 200-300 Hz (přibližně od malé oktávové soli po nejprve pe). Proč se stále neví.

Obecně je těžké říci, proč rostliny potřebují „sluch“, i když v mnoha případech může být schopnost reagovat na zvuky velmi užitečná. Heidi Appel a Rex Cockcroft ukázali, že Talova rezuhovidka dokonale „slyší“vibrace vytvářené mšicí, která požírá její listy. Tento nenápadný příbuzný zelí snadno rozezná takové zvuky od běžných zvuků, jako je vítr, zpěv kobylky nebo vibrace způsobené neškodnou mouchou na listu.

Křičí

Tato citlivost je založena na práci mechanoreceptorů, které se nacházejí v buňkách všech částí rostlin. Na rozdíl od uší nejsou lokalizovány, ale rozmístěny po celém těle, jako naše hmatové receptory, a proto nebylo ani zdaleka okamžitě možné pochopit jejich roli. Po zaznamenání útoku na něj rezukhovidka aktivně reaguje, mění aktivitu mnoha genů, připravuje se na hojení zranění a uvolňuje glukosinoláty, přírodní insekticidy.

Možná, že podle povahy vibrací rostliny dokonce rozlišují hmyz: různé druhy mšic nebo housenek způsobují zcela odlišné reakce genomu. Jiné rostliny při napadení uvolňují sladký nektar, který přitahuje dravý hmyz, jako jsou vosy, nejhorší nepřátelé mšic. A všechny jistě varují sousedy: už v roce 1983 Jack Schultz a Ian Baldwin ukázali, že zdravé javorové listy reagují na přítomnost poškozených, včetně obranných mechanismů. Jejich komunikace probíhá v „chemické řeči“těkavých látek.

Komunikují

Tato zdvořilost se neomezuje pouze na příbuzné a i vzdálené druhy jsou schopny vzájemně „porozumět“signálům nebezpečí: je snazší společně odrazit vetřelce. Experimentálně bylo například prokázáno, že tabák vyvine ochrannou reakci, když je poškozen pelyněk rostoucí v okolí.

Rostliny jako by křičely bolestí, varovaly své sousedy, a abyste tento křik slyšeli, stačí jen dobře „čichat“. Zda to však lze považovat za záměrnou komunikaci, je stále nejasné. Snad takto rostlina sama přenáší těkavý signál z některých svých částí do jiných a sousedé pouze čtou její chemické „ozvěny“. Je jim poskytována skutečná komunikace … "houbový internet".

Kořenové systémy vyšších rostlin tvoří úzké symbiotické asociace s myceliem půdních hub. Neustále si vyměňují organické látky a minerální soli. Tok látek ale zřejmě není jediný, který se touto sítí pohybuje.

Rostliny, jejichž mykorhiza je izolována od sousedů, se vyvíjejí pomaleji a hůře snášejí testování. To naznačuje, že mykorhiza slouží i k přenosu chemických signálů – zprostředkováním a možná i „cenzurou“od houbových symbiontů. Tento systém byl přirovnáván k sociální síti a bývá označován jednoduše jako Wood Wide Web.

Pohybují se

Všechny tyto „pocity“a „komunikace“pomáhají rostlinám najít vodu, živiny a světlo, bránit se parazitům a býložravcům a útočit na sebe. Umožňují obnovit metabolismus, růst a přeorientovat polohu listů - pohybovat se.

Chování mucholapky Venuše se může zdát jako něco neuvěřitelného: tato rostlina zvířata nejen požírá, ale také je loví. Hmyzožravý predátor ale není mezi ostatní flórou výjimkou. Pouhým zrychlením videa o týdnu v životě slunečnice uvidíme, jak se otočí, aby následovala slunce a jak v noci „usíná“zakrývá listy a květy. Při vysokorychlostní střelbě vypadá rostoucí kořenová špička přesně jako červ nebo housenka lezoucí k cíli.

Rostliny nemají svaly a pohyb zajišťuje růst buněk a tlak turgoru, tedy „hustota“jejich naplnění vodou. Buňky fungují jako komplexně koordinovaný hydraulický systém. Dávno před videonahrávkami a časosběrnou technikou na to upozornil Darwin, který studoval pomalé, ale zjevné reakce rostoucího kořene na okolí.

Jeho kniha Pohyb rostlin končí slavným: „Stěží lze s nadsázkou říci, že špička kořene, obdařená schopností řídit pohyby sousedních částí, působí jako mozek jednoho z nižších živočichů.. která vnímá dojmy ze smyslů a udává směr různým pohybům.“

Někteří učenci brali Darwinova slova jako další zjevení. Biolog z Florentské univerzity Stefano Mancuso upozornil na zvláštní skupinu buněk na rostoucích špičkách stonku a kořenů, která se nachází na hranici mezi dělícími buňkami apikálního meristému a buňkami strečové zóny, které pokračují růst, ale ne dělit.

Ještě koncem 90. let Mancuso zjistil, že aktivita této „přechodové zóny“řídí expanzi buněk v zóně stretch, a tím i pohyb celého kořene. Děje se tak v důsledku redistribuce auxinů, což jsou hlavní rostlinné růstové hormony.

Oni si myslí?

Stejně jako v mnoha jiných tkáních si vědci všímají velmi známých změn v polarizaci membrán v samotných buňkách přechodové zóny.

Náboje uvnitř a vně nich kolísají, jako potenciály na membránách neuronů. Výkonu skutečného mozku samozřejmě nikdy nedosáhne tak malá skupina: v každé přechodové zóně není více než několik stovek buněk.

Ale i v malé bylinné rostlině může kořenový systém obsahovat miliony takových vyvíjejících se špiček. V součtu už dávají docela působivý počet "neuronů". Struktura této myslící sítě připomíná decentralizovanou, distribuovanou internetovou síť a její složitost je zcela srovnatelná se skutečným mozkem savce.

Těžko říci, jak moc je tento „mozek“schopen myslet, ale izraelský botanik Alex Kaselnik a jeho kolegové zjistili, že rostliny se v mnoha případech skutečně chovají téměř jako my. Vědci umístili hrachor obecný do podmínek, ve kterých mohl zakořenit v květináči se stabilním obsahem živin nebo v sousedním, kde se neustále měnil.

Ukázalo se, že pokud je v prvním květináči dostatek potravy, hrách jej bude preferovat, ale pokud je ho málo, začne „riskovat“a v druhém květináči vyrostou další kořeny. Ne všichni specialisté byli připraveni přijmout myšlenku možnosti myšlení v rostlinách.

Zřejmě více než ostatní šokovala samotného Stefana Mancusa: vědec je dnes zakladatelem a vedoucím unikátní „Mezinárodní laboratoře rostlinné neurobiologie“a vyzývá k vývoji „rostlinných“robotů. Toto volání má svou logiku.

Ostatně, když úkolem takového robota není pracovat na vesmírné stanici, ale zkoumat vodní režim nebo monitorovat životní prostředí, tak proč se nezaměřit na rostliny, které jsou tomu tak pozoruhodně přizpůsobeny? A až přijde čas začít terraformovat Mars, kdo lépe než rostliny „řekne“, jak vrátit život do pouště?.. Zbývá zjistit, co si o průzkumu vesmíru myslí samotné rostliny.

Koordinace

Rostliny mají úžasný smysl pro polohu vlastního „těla“v prostoru. Rostlina položená na boku se zorientuje a pokračuje v růstu novým směrem, dokonale rozlišuje, kde je nahoře a kde dole. Na rotační platformě poroste ve směru odstředivé síly. Oba jsou spojeny s prací statocytů, buněk, které obsahují těžké statolitické koule, které se usazují pod gravitací. Jejich poloha umožňuje rostlině „cítit“svisle vpravo.