Podle Jacka Schultze jsou rostliny „jen velmi pomalá zvířata“. A vina není vůbec nedostatek pochopení základní biologie. Schultz je profesorem na katedře rostlinných věd na University of Missouri v Columbii. Strávil čtyřicet let zkoumáním interakcí mezi rostlinami a hmyzem. Zná své věci. Místo toho upozorňuje na obecné myšlenky o našich bratřích z tvrdého dřeva, které podle jeho názoru považujeme za téměř nábytek. Rostliny bojují o území, hledají potravu, elitní dravce a pasti kořist. Jsou naživu, jako každé zvíře, a - jako zvířata - projevují zvláštní chování.
"Abychom o tom byli přesvědčeni, stačí střílet rostoucí rostlinu rychlým pohybem - pak se bude chovat jako zvíře," nadchne Olivier Hamant, který studuje rostliny na lyonské univerzitě ve Francii. Rychlý pohyb skutečně zachycuje úžasný svět chování rostlin v celé své kráse.
Rostliny se nepohybují vůbec bezcílně, což znamená, že si musí být vědomy toho, co se kolem nich děje. „Rostliny také potřebují sofistikované snímací zařízení vyladěná na měnící se podmínky, aby správně reagovaly,“říká Schultz.
O čem mlčí slunečnice?
Co cítí rostliny? Daniel Hamowitz z Tel Aviv University v Izraeli věří, že jejich pocity se neliší od těch našich. Když se Hamowitz v roce 2012 rozhodl napsat Co rostlina ví - ve kterém zkoumal zkušenosti rostlin, jak se odráží v nejpřísnějším a nejmodernějším vědeckém výzkumu - byl do určité míry v úctě.
"Byl jsem velmi znepokojen reakcí," říká.
Propagační video:
A jeho starost nebyla nepřiměřená. Popisy toho, jak rostliny vidí, cítí, cítí a skutečně vědí, se ozývaly v The Secret Life of Plants, který vyšel v roce 1973 pro generaci v květu, ale obsahoval jen velmi málo důkazů. Tato kniha zejména zcela zdiskreditovala myšlenku, že rostliny pozitivně reagují na zvuky klasické hudby.
Výzkum vnímání rostlin však od 70. let minulého století prošel dlouhou cestou a v posledních letech došlo k nárůstu senzorického výzkumu rostlin. Cílem této práce není jen ukázat, že „rostliny mají také pocity“, ale také položit otázky „proč“a „jak“rostlina cítí své prostředí.
Schultzovi kolegové z Missouri Heidi Appel a Rex Cockcroft hledají pravdu o slyšení rostlin.
"Hlavním přínosem naší práce je najít důvod, proč zvuk ovlivňuje rostliny," říká Appel. Beethovenova symfonie pravděpodobně upoutá pozornost rostliny, ale přístup hladové housenky je dalším příběhem.
Ve svých experimentech Appel a Cockcroft zjistili, že záznamy žvýkacích zvuků produkovaných housenkami způsobily, že rostliny zaplavily jejich listy chemickou obranou navrženou tak, aby odrazily útočníky. "Ukázali jsme, že rostliny reagují na ekologicky relevantní zvuk ekologicky relevantní reakcí," říká Cockcroft.
Význam pro životní prostředí, nebo fit, je velmi důležitý. Consuelo de Mores ze Švýcarského federálního technologického institutu v Curychu a jeho kolegové ukázali, že kromě schopnosti slyšet blížící se hmyz je mohou některé rostliny cítit i vůně létajících signálů vysílaných okolními rostlinami v reakci na blížící se hmyz.
Ještě zlověstnější je ukázka z roku 2006, že parazitická rostlina - vinná réva - vyčichá potenciálního hostitele. Potom se uhýbá ve vzduchu, proplétá smůlu majitele a vysává z něj živiny.
Zdá se, jak se tyto akce liší od našich? Rostliny něco slyší nebo cítí a potom podle toho jednají, jako my.
Ale samozřejmě je tu významný rozdíl. "Nevíme, jak podobné jsou mechanismy vnímání zápachu u rostlin a zvířat, protože o mechanismech rostlin moc nevíme," říká de Mores.
Máme nosy a uši. Co mají rostliny?
Nedostatek jasných center pro senzorické vstupy ztěžuje pochopení smyslů rostlin. Není tomu tak - fotoreceptory, které rostliny používají k „vidění“, jsou docela dobře pochopeny - ale pole jako celek určitě vyžaduje další studium.
Appel a Cockcroft doufají, že najdou část nebo části rostliny, které reagují na zvuk. Pravděpodobnými kandidáty jsou mechanoreceptorové proteiny, které se nacházejí ve všech rostlinných buňkách. Převádějí mikrostrainy generované zvukovými vlnami na elektrické nebo chemické signály.
Vědci se snaží pochopit, zda rostliny s vadnými mechanoreceptory mohou stále reagovat na hluk z hmyzu. Zdá se, že rostliny nepotřebují něco tak objemného jako ucho.
Další schopnost, kterou sdílíme s rostlinami, je propriocepce: „šestý smysl“, který umožňuje (někteří z nás) slepě psát, žonglovat a vědět, kde jsou různé části našeho těla ve vesmíru.
Protože tento pocit není spojen s konkrétním orgánem u zvířat, ale spíše se spoléhá na zpětnou vazbu mezi mechanoreceptory ve svalech a mozku, bude srovnání s rostlinami docela přesné. Ačkoli se detaily na molekulární úrovni mírně liší, rostliny mají také mechanoreceptory, které detekují změny v jejich prostředí a reagují na ně.
"Obecná myšlenka je stejná," říká Hamant, který je spoluautorem přezkumu výzkumu propriocepce v roce 2016. "Až dosud jsme věděli, že v rostlinách je to více kvůli mikrotubulům (strukturálním složkám buňky), které reagují na protažení a mechanickou deformaci."
Studie publikovaná v roce 2015 ve skutečnosti zjistila podobnosti, které by mohly jít ještě hlouběji a zahrnout aktin - klíčovou složku ve svalové tkáni - jako je zapojeno do propriocepce rostlin. „To je menší podpora,“říká Hamant, „ale existovaly důkazy, že se jedná o aktinová vlákna; skoro jako svaly. “
Tyto výsledky nejsou jediné svého druhu. Když zkoumali rostlinné smysly, vědci začali hledat opakující se vzory naznačující hluboké paralely se zvířaty.
V roce 2014 tým vědců z University of Lausanne ve Švýcarsku ukázal, že když housenka napadne závod Arabidopsis, vydává vlnu elektrické aktivity. Přítomnost elektrické signalizace v rostlinách není zdaleka nová myšlenka - fyziolog John Burdon-Sanderson ji navrhl jako mechanismus působení mucholapky Venuše již v roce 1874, ale co je opravdu zajímavé, je role, kterou hrají molekuly - receptory glutamátu.
Glutamát je nejdůležitější neurotransmiter v našem centrálním nervovém systému a hraje v rostlinách stejnou roli, s jedním velkým rozdílem: rostliny nemají centrální nervový systém.
„Molekulární biologie a genomika nám říkají, že rostliny a zvířata jsou tvořeny překvapivě omezeným souborem molekulárních„ stavebních bloků “, které jsou dosti podobné,“říká Fatima Tsverchková, výzkumná pracovník na Karlově univerzitě v Praze. Elektrická komunikace se vyvinula dvěma různými způsoby, pokaždé pomocí sady stavebních bloků, které údajně vyvolaly roztržku mezi zvířaty a rostlinami před 1,5 miliardami let.
"Evoluce vedla k řadě možných mechanismů komunikace, a přestože je můžete získat různými způsoby, spodní linie je stejná," říká Hamowitz.
Uvědomění si, že takové podobnosti existují a že rostliny mají mnohem větší smysl pro svět, než naznačuje jejich vzhled, vedlo k řadě pozoruhodných tvrzení o „rostlinné inteligenci“a dokonce zahájilo novou disciplínu. Elektrická signalizace v rostlinách byla jedním z klíčových faktorů při narození „rostlinné neurovědy“(tento termín se používá, i když rostliny postrádají neurony).
Tento druh myšlení dokonce vedl švýcarské zákonodárce k napsání příručky o ochraně „důstojnosti rostlin“- ať už to znamená cokoli.
Zatímco termíny jako „rostlinná inteligence“a „rostlinná neurovědy“jsou mnohými vnímány jako metaforičtější, setkávají se s kritikou. "Myslím, že rostliny jsou inteligentní?" Myslím, že rostliny jsou komplikované, “říká Hamowitz. A složitost by neměla být zaměňována s inteligencí.
Ačkoliv je velmi užitečné popsat rostliny antropomorfně, existují limity. Nebezpečí je, že bychom mohli považovat rostliny za podřadné verze zvířat, což není vůbec pravda.
"My, kdo studujeme rostliny, rádi mluvíme o podobnostech a rozdílech mezi životním stylem rostlin a zvířat, když prezentujeme výsledky studie široké veřejnosti," říká Tsverchková. Ale také věří, že závislost na zvířecích metaforách při popisu rostlin vede k problémům. "Chci se vyhnout takovým metaforám, abych se vyhnul obvykle zbytečným diskusím o tom, zda mrkev bolí, když je kousnutá."
Rostliny jsou mimořádně schopné dělat to, co dělají. Nemusí mít nervový systém, mozek ani jiné složité funkce, ale v jiných oblastech nás předčí. Například, i když nemají oči, rostliny jako Arabidopsis mají alespoň 11 typů fotoreceptorů, zatímco máme pouze 4. To znamená, že jejich vidění je složitější než naše. Rostliny mají různé priority a jejich smyslové systémy to odrážejí. Jak Hamowitz ve své knize uvádí, „světlo pro rostlinu není jen signál; světlo je jídlo. “
Proto i když rostliny čelí stejným problémům jako zvířata, jejich smyslové schopnosti jsou utvářeny jejich hlavními rozdíly. "Zakořenění rostlin - skutečnost, že se nepohybují - znamená, že si musí být mnohem více vědomi svého prostředí než já nebo vy," říká Hamowitz.
Abychom plně ocenili, jak rostliny vnímají svět, je důležité změnit paradigma postojů k rostlinám. Nebezpečí spočívá v tom, že pokud lidé srovnají rostliny se zvířaty, bude jim chybět hodnota první. Rostliny by měly být považovány za zajímavé, exotické a úžasné živé věci, ne za kus nábytku. A v menší míře - zdroj lidské výživy a biopaliv. Tento přístup by prospěl všem. Genetika, elektrofyziologie a objev transpozonů jsou jen některé příklady oblastí, které začaly výzkumem rostlin, z nichž všechny se do jisté míry ukázaly jako klíčové v biologii.
Na druhou stranu, uvědomení si, že s rostlinami můžeme mít něco společného, může být příležitostí k poznání, že jsme více rostlin, než jsme si mysleli, stejně jako rostliny jsou více zvířat, než jsme si mysleli.
"Můžeme být mechaničtější, než jsme si mysleli," uzavírá Hamowitz. Podle jeho názoru by tyto podobnosti měly naznačovat úžasnou složitost rostlin a také společné faktory, které spojují veškerý život na Zemi. A pak začneme vážit jednotu v biologii.
ILYA KHEL