Po besedah Jacka Schultza so rastline "samo zelo počasne živali." In krivda sploh ni pomanjkanje razumevanja temeljne biologije. Schultz je profesor na oddelku za rastlinske znanosti na univerzi Missouri v Columbiji. Štirideset let je raziskal interakcije med rastlinami in žuželkami. Pozna svoje stvari. Namesto tega opozarja na splošne ideje o naših bratih iz trdega lesa, ki jih po njegovem mnenju štejemo skoraj za pohištvo. Rastline se borijo za ozemlje, iščejo hrano, se izogibajo plenilcem in lovijo plen. So živi, kot vsaka žival, in - kot živali - kažejo posebno vedenje.
"Da se prepričate v to, morate hitro posneti rastočo rastlino - potem se bo obnašala kot žival," navdušuje Olivier Hamant, ki študira rastline na univerzi v Lyonu v Franciji. Dejansko hitro gibanje zajame neverjeten svet vedenja rastlin v vsej svoji slavi.
Rastline se sploh ne premikajo brez cilja, kar pomeni, da se morajo zavedati, kaj se dogaja okoli njih. "Rastline potrebujejo tudi izpopolnjene senzorske naprave, prilagojene spremenjenim pogojem, da se pravilno odzovejo," pravi Schultz.
O čem molčijo sončnice?
Kaj čutijo rastline? Daniel Hamowitz z univerze v Tel Avivu v Izraelu verjame, da njihovi občutki niso tako drugačni od naših. Ko se je Hamowitz leta 2012 odločil, da bo napisal What a Plant Knows - v katerem je raziskal izkušnje rastlin, ki so se odražale v najbolj strogih in sodobnih znanstvenih raziskavah - je bil v določeni meri navdušen.
"Bil sem zelo zaskrbljen zaradi odziva," pravi.
Promocijski video:
In njegova skrb ni bila nerazumna. Opisi, kako rastline vidijo, dišijo, čutijo in resnično vedo, so odmevali s knjigo Skrivno življenje rastlin, ki je izšla leta 1973 za generacijo cvetne dobe, vendar je vsebovala zelo malo dokazov. Zlasti je ta knjiga popolnoma diskreditirala idejo, da rastline pozitivno reagirajo na zvoke klasične glasbe.
Toda raziskovanje rastlinskih zaznav je daleč od 70. let prejšnjega stoletja in v zadnjih letih je prišlo do porasta senzoričnih raziskav rastlin. Cilj tega dela ni samo pokazati, da tudi "rastline čutijo občutke", ampak tudi postaviti vprašanja "zakaj" in "kako" rastlina čuti svoje okolje.
Schultzove kolegice iz Missourija Heidi Appel in Rex Cockcroft iščejo resnico o zaslišanju rastlin.
"Glavni prispevek našega dela je najti razlog, zakaj zvok vpliva na rastline," pravi Appel. Beethovnova simfonija verjetno ne bo pritegnila pozornosti rastline, toda pristop lačne gosenice je druga zgodba.
Appel in Cockcroft sta v svojih poskusih ugotovila, da so posnetki žvečilnih zvokov, ki jih oddajajo gosenice, povzročili, da so rastline poplavile svoje liste s kemično zaščito, ki je bila zasnovana za odganjanje napadalcev. "Pokazali smo, da se rastline na ekološko pomemben zvok odzivajo z ekološko pomembnim odzivom," pravi Cockcroft.
Okoljski pomen ali ustreznost je zelo pomembna. Consuelo de Moraes iz Švicarskega zveznega tehnološkega inštituta v Zürichu in sodelavci so pokazali, da lahko nekatere rastline, poleg tega, da slišijo žuželke, ki jih približajo, vonjajo po njih ali celo vonju letečih signalov, ki jih oddajajo bližnje rastline kot odziv na žuželke.
Še bolj zgrožen je dokaz iz leta 2006, da parazitska rastlina - trpinček trte - izdihne potencialnega gostitelja. Potem se dodder vrti v zraku, prepleta nesrečnega lastnika in iz njega sesa hranljive snovi.
Zdi se, kako se ta dejanja razlikujejo od naših? Rastline nekaj slišijo ali zavohajo in nato ustrezno ravnajo, kot mi.
Seveda pa obstaja pomembna razlika. "Ne vemo, kako podobni so mehanizmi zaznavanja vonja pri rastlinah in živalih, saj o mehanizmih v rastlinah ne vemo veliko," pravi de Mores.
Imamo nosove in ušesa. Kaj imajo rastline?
Pomanjkanje jasnih centrov za senzorično vnašanje otežuje razumevanje rastlinskih čutov. To ne drži - fotoreceptorji, ki jih rastline "vidijo", so dokaj dobro razumljene -, vendar področje kot celota zagotovo zahteva nadaljnje proučevanje.
Appel in Cockcroft se nadejata, da bosta našla del ali dele rastline, ki se bodo odzvali na zvok. Verjetno so kandidati mehanoreceptorski proteini, ki jih najdemo v vseh rastlinskih celicah. Mikrotrava, ki jih ustvarjajo zvočni valovi, pretvorijo v električne ali kemične signale.
Znanstveniki poskušajo razumeti, ali se rastline z okvarjenimi mehanoreceptorji še lahko odzovejo na hrup žuželk. Zdi se, da rastline nimajo potrebe po nečem tako obsežnem kot uho.
Druga sposobnost, ki jo delimo z rastlinami, je propriocepcija: "šesti čut", ki (nekateri od nas) omogoča, da slepo tipkamo, žongliramo in vemo, kje v prostoru so različni deli našega telesa.
Ker ta občutek pri živalih ni povezan z določenim organom, temveč se zanaša na povratno zanko med mehanoreceptorji v mišicah in možganih, bo primerjava z rastlinami precej natančna. Čeprav se podrobnosti na molekularni ravni nekoliko razlikujejo, imajo rastline tudi mehanoreceptorje, ki zaznajo in se odzivajo na spremembe v svojem okolju.
"Splošna ideja je ista," pravi Hamant, ki je bil soavtor 2016 raziskave propriocepcijskih raziskav. "Do zdaj smo vedeli, da je pri rastlinah bolj povezan z mikrotubuli (strukturnimi sestavnimi deli celice), ki se odzivajo na raztezanje in mehansko deformacijo."
V resnici je v raziskavi, objavljeni leta 2015, ugotovili podobnosti, ki bi lahko šle še globlje in bi vključevale aktin - ključni sestavni del mišičnega tkiva - kot vključen v rastlinsko propriocepcijo. "Manj je podpore za to," pravi Hamant, "vendar obstajajo dokazi, da so bila vpletena aktinska vlakna; skoraj kot mišice."
Ti rezultati niso edini tovrstni. Ko so raziskovali čute rastlin, so znanstveniki začeli odkrivati ponavljajoče se vzorce, ki namigujejo na globoke vzporednice z živalmi.
Leta 2014 je skupina znanstvenikov z univerze v Lozani v Švici pokazala, da ko gosenica napade rastlino Arabidopsis, sproži val električne aktivnosti. Prisotnost električne signalizacije v rastlinah še zdaleč ni nova ideja - fiziolog John Burdon-Sanderson jo je predlagal kot mehanizem delovanja venerepine leta 1874, toda resnično zanimiva je vloga, ki jo igrajo molekule - receptorji za glutamat.
Glutamat je najpomembnejši nevrotransmiter v našem osrednjem živčnem sistemu in ima ravno enako vlogo pri rastlinah z eno veliko razliko: rastline nimajo osrednjega živčnega sistema.
"Molekularna biologija in genomika nam govorita, da rastline in živali sestavljajo presenetljivo omejen nabor molekularnih" gradnikov ", ki so si precej podobni," pravi Fatima Tsverchkova, raziskovalka z Karlove univerze v Pragi na Češkem. Električna komunikacija se je razvijala na dva različna načina, vsakič z uporabo sklopa gradnikov, ki naj bi sprožili razkol med živalmi in rastlinami pred 1,5 milijarde let.
"Evolucija je privedla do številnih možnih mehanizmov za komunikacijo, in čeprav jih lahko dobite na različne načine, je spodnja točka enaka," pravi Hamowitz.
Spoznanje, da takšne podobnosti obstajajo in da imajo rastline veliko več občutka za svet, kot kaže njihov videz, je privedlo do številnih opaznih trditev o "rastlinski inteligenci" in celo sprožilo novo disciplino. Električna signalizacija v rastlinah je bila eden ključnih dejavnikov pri rojstvu "rastlinske nevroznanosti" (izraz se uporablja, čeprav rastlinam primanjkuje nevronov), danes pa raziskovalci rastlin preučujejo ne rastlinska področja, kot so spomin, učenje in reševanje problemov.
Zaradi takšnega razmišljanja so švicarski zakonodajalci celo napisali priročnik o zaščiti "dostojanstva rastlin" - karkoli že to pomeni.
Medtem ko pojma, kot sta "rastlinska inteligenca" in "rastlinska nevroznanost", mnogi ocenjujejo kot bolj metaforične, so kritični. "Ali menim, da so rastline inteligentne? Mislim, da so rastline zapletene, "pravi Hamowitz. In kompleksnosti ne bi smeli zamenjati z inteligenco.
Čeprav je zelo koristno opisati rastline v antropomorfnih pogojih, obstajajo omejitve. Nevarnost je, da bi lahko šteli rastline za manjvredne različice živali in to sploh ne drži.
"Mi, ki preučujemo rastline, z veseljem govorimo o podobnosti in razlikah med rastlinskim in živalskim življenjskim slogom, ko rezultate študije predstavimo širši javnosti," pravi Tsverchkova. A tudi ona verjame, da odvisnost od metafore živali pri opisovanju rastlin vodi v težave. "Takšnih metafor se želim izogniti, da se izognem običajno brezplodnim razpravam o tem, ali korenje boli, ko ga ugriznemo."
Rastline so izjemno sposobne za to, kar počnejo. Morda nimajo živčnega sistema, možganov ali drugih zapletenih funkcij, vendar nas presegajo na drugih področjih. Čeprav na primer nimajo oči, imajo rastline, kot je Arabidopsis, vsaj 11 vrst fotoreceptorjev, medtem ko jih imamo samo 4. To pomeni, da je njihov vid bolj zapleten kot naš. Rastline imajo različne prioritete in to kažejo njihovi senzorični sistemi. Kot ugotavlja Hamowitz v svoji knjigi, „svetloba za rastlino ni samo signal; svetloba je hrana."
Čeprav se rastline srečujejo z enakimi težavami kot živali, njihove čutne sposobnosti oblikujejo njihove glavne razlike. "Ukoreninjenost rastlin - dejstvo, da se ne premikajo - pomeni, da se morajo bolj zavedati svojega okolja kot jaz ali ti," pravi Hamowitz.
Da bi v celoti cenili, kako rastline dojemajo svet, je pomembno spremeniti paradigmo odnosa do rastlin. Nevarnost je, da če ljudje primerjajo rastline z živalmi, bodo zgrešili vrednost prvega. Rastline je treba šteti za zanimiva, eksotična in neverjetna živa bitja, ne pa kosov pohištva. In v manjši meri - vir prehrane ljudi in biogoriv. Ta odnos bi koristil vsem. Genetika, elektrofiziologija in odkrivanje transpozonov je le nekaj primerov področij, ki so se začela z rastlinskimi raziskavami, ki so se v biologiji do neke mere izkazala za osrednja.
Po drugi strani pa je lahko spoznanje, da imamo z rastlinami nekaj skupnega, priložnost za spoznanje, da smo več rastlin, kot smo si mislili, tako kot so rastline več živali, kot smo si mislili.
"Morda smo bolj mehanični, kot smo si mislili," zaključuje Hamowitz. Po njegovem mnenju naj bi te podobnosti namignile na neverjetno zapletenost rastlin, pa tudi na skupne dejavnike, ki povezujejo vse življenje na Zemlji. In potem bomo začeli ceniti enotnost v biologiji.
ILYA KHEL