Rostliny jsou podle Jacka C Schultze „jen velmi pomalá zvířata“.
Nejde o nedorozumění základní biologie. Schultz je profesorem v divizi rostlinných věd na University of Missouri v Kolumbii a strávil čtyři desetiletí vyšetřováním interakcí mezi rostlinami a hmyzem. Zná své věci.
Místo toho se zmiňuje o běžném vnímání našich listnatých bratranců, které podle jeho názoru jsou příliš často zavrhovány jako součást nábytku. Rostliny bojují o území, hledají potravu, vyhýbají se predátorům a loví kořist. Jsou stejně živí jako každé zvíře a – jako zvířata – projevují chování.
„Chcete-li to vidět, stačí natočit rychlý film o rostoucí rostlině – pak se bude chovat jako zvíře, „nadchne Oliviera Hamanta, vědce z rostlin na univerzitě v Lyonu ve Francii. Časosběrná kamera skutečně odhaluje mimozemský svět chování rostlin v celé jeho kráse, jak může potvrdit každý, kdo viděl slavnou lesní sekvenci ze série Life Davida Attenborougha.
Tyto rostliny se pohybují s účel, což znamená, že si musí být vědomi toho, co se kolem nich děje. „Aby rostliny správně reagovaly, potřebují také sofistikované snímací zařízení naladěné na různé podmínky,“ říká Schultz.
Co je tedy smysl rostlin? , pokud věříte Danielu Chamovitzovi z Tel Avivské univerzity v Izraeli, není to tak odlišné od naší vlastní, jak byste čekali.
Když se Chamovitz vydal napsat knihu 2012 What a Plant Knows – ve které zkoumá, jak rostliny zažívají svět pomocí nejpřísnějšího a nejaktuálnějšího vědeckého výzkumu – udělal to s trochou úzkosti.
„Byl jsem neuvěřitelně opatrný, jaká bude reakce,“ on říká.
Beethovenova symfonie má pro rostlinu malý dopad, ale přístup hladového housenka je jiný příběh
Jeho obavy nebyly neopodstatněné. Popisy v jeho knize o rostlinách, které vidí, voní, cítí a skutečně vědí, mají odezvu na The Secret Life of Plants, populární knihu publikovanou v roce 1973, která se líbila generaci vyrůstající z květinové síly, ale obsahovala jen málo faktů .
Snad nejtrvalejším tvrzením dřívější knihy je pravděpodobně důkladně zdiskreditovaná myšlenka, že rostliny reagují pozitivně na zvuk klasické hudby.
Studie vnímání rostlin však přišla dlouhá cesta od sedmdesátých let minulého století a v posledních letech došlo k nárůstu výzkumu rostlinných smyslů. Motivací pro tuto práci nebylo jednoduše ukázat, že „rostliny mají také pocity“, ale místo toho si položit otázku proč a vlastně jak , rostlina cítí své okolí.
Zadejte Heidi Appel a Rex Cocroft, kolegy ze Schultz v Missouri, kteří hledají pravdu o sluchu rostlin.
„Hlavní přínos naší práce bylo poskytnout důvod, proč jsou rostliny ovlivňovány zvukem, „říká Appel. A Beetho symfonie má pro rostlinu malý význam, ale přístup hladové housenky je dalším příběhem.
Appel a Cocroft při svých experimentech zjistili, že záznamy hluků vydávaných housenkami způsobily, že rostliny zaplavily listy s chemickou obranou určené k odvrácení útočníků. „Ukázali jsme, že rostliny reagovaly na ekologicky relevantní„ zvuk “ekologicky relevantní reakcí,“ říká Cocroft.
Máme nosy a uši, ale co má rostlina?
Ekologická relevance je klíčová. Consuelo De Moraes ze Švýcarského federálního technologického institutu v Curychu spolu se spolupracovníky prokázal, že kromě toho, že mohou některé rostliny slyšet blížící se hmyz, mohou je cítit nebo cítit těkavé signály uvolňované sousedními rostlinami v reakci na ně. .
Ještě zlověstněji v roce 2006 demonstrovala, jak parazitická rostlina známá jako dodder réva čichá k potenciálnímu hostiteli. Dodder réva pak kroutí vzduchem, než se navine kolem šťastného hostitele a extrahuje jeho živiny.
Koncepčně tyto rostliny od nás nic moc neodlišuje. Něco voní nebo slyší a podle toho se chová, stejně jako my.
Ale samozřejmě existuje důležitý rozdíl. „Opravdu nevíme, jak podobné jsou mechanismy vnímání pachů u rostlin a živočichů, protože o těchto mechanismech u rostlin moc nevíme,“ říká De Moraes.
Máme nosy a uši , ale co má rostlina?
Nedostatek zjevných center senzorických vstupů ztěžuje porozumění rostlinným smyslům. Ne vždy tomu tak je – fotoreceptory, které rostliny používají k „vidění“, jsou například docela dobře prostudovány – ale je to určitě oblast, která si zaslouží další zkoumání.
Appel a Cocroft doufají, že vystopují část nebo části rostliny, které reagují na zvuk.
Vědci začali hledat opakující se vzory, které naznačují hluboké paralely se zvířaty
Pravděpodobnými kandidáty jsou mechanoreceptorové proteiny nacházející se ve všech rostlinných buňkách. Tyto převádějí mikrodeformace druhu, který mohou generovat zvukové vlny, když promývají objekt, na elektrické nebo chemické signály.
Testují, zda rostliny se vadnými mechanoreceptory mohou stále reagovat na hluk hmyzu. Zdá se, že pro rostlinu nemusí být potřeba něco tak těžkopádného jako ucho.
Další schopností, kterou sdílíme s rostlinami, je propriocepce: „šestý smysl“, který nám (některým) umožňuje dotýkat se psát, žonglovat a obecně vědět, kde jsou různé kousky našeho těla ve vesmíru.
Protože se jedná o smysl, který není u zvířat skutečně svázán s jedním orgánem, ale spíše se spoléhá na zpětnou vazbu mezi mechanoreceptory v svaly a mozek, srovnání s rostlinami je úhlednější. I když jsou molekulární detaily trochu jiné, rostliny také mají mechanoreceptory, které detekují změny ve svém okolí a odpovídajícím způsobem reagují.
„Zastřešující myšlenka je stejná,“ říká Hamant, který je spoluautorem recenze z roku 2016 propriocepční výzkum. „Zatím víme, že v rostlinách jde spíše o mikrotubuly reagující na roztažení a mechanickou deformaci.“
Ve skutečnosti se zdá, že studie publikovaná v roce 2015 ukazuje podobnosti, které jdou ještě hlouběji , což naznačuje roli aktinu – klíčové složky ve svalové tkáni – v propriocepci rostlin. „To je méně podporováno,“ říká Hamant, „ale existují určité důkazy o tom, že jsou v tkáni obsažena aktinová vlákna; téměř jako sval.“
Tyto nálezy nejsou jedinečné. Jak výzkum rostlinných smyslů pokročil, vědci začali hledat opakující se vzorce, které naznačují hluboké paralely se zvířaty.
Dnes existují výzkumníci rostlin, kteří takové tradičně zkoumají jiné než rostlinné oblasti jako paměť, učení a řešení problémů
V roce 2014 tým na univerzitě ve švýcarském Lausanne ukázal, že když housenka zaútočí na Rostlina Arabidopsis, spouští vlnu elektrické aktivity. Přítomnost elektrické signalizace v rostlinách není nový nápad – fyziolog John Burdon-Sanderson ji navrhl jako mechanismus působení mucholapky Venuše již v roce 1874 – překvapující je však role, kterou hrají molekuly zvané glutamátové receptory.
Glutamát je nejdůležitější neurotransmiter v našem centrálním nervovém systému a hraje přesně stejnou roli v rostlinách, kromě jednoho zásadního rozdílu: rostliny nemají nervový systém.
„Molekulární biologie a genomika nám říkají, že rostliny a zvířata jsou složeny z překvapivě omezeného souboru molekulárních „stavebních kamenů“, které jsou si velmi podobné, “říká Fatima Cvrčková, výzkumná pracovnice na Karlově univerzitě v Praze, Česká republika. Elektrická komunikace se vyvinula dvěma odlišnými způsoby, pokaždé s využitím sady stavebních bloků, které pravděpodobně předcházely rozdělení mezi zvířaty a rostlinami přibližně před 1,5 miliardami let.
„Evoluce vedla k určitému počtu potenciální mechanismy pro komunikaci, a i když se k tomu můžete dostat různými způsoby, konečný bod je stále stejný, “říká Chamovitz.
Uvědomení si, že takové podobnosti existují, a že rostliny mají mnohem větší schopnost vycítit jejich svět, než by zdání mohlo naznačovat, vedlo k některým pozoruhodným tvrzením o „rostlinné inteligenci“ a dokonce vyvolalo novou disciplínu. Elektrická signalizace v rostlinách byla jedním z klíčových faktorů při zrodu „rostlinné neurobiologie“ (termín používaný i přes nedostatek neuronů v rostlinách) a dnes existují vědci zabývající se výzkumem takových tradičně jiných než rostlinných oblastí, jako je paměť, učení a problém -řešení.
Navzdory tomu, že chybí oči, rostliny jako Arabidopsis mají nejméně 11 druhů fotoreceptorů, ve srovnání s našimi žalostnými čtyřmi
Tento způsob myšlení dokonce vedl k tomu, že zákonodárci ve Švýcarsku stanovili pokyny určené k ochraně „důstojnosti rostlin“ – ať už to znamená cokoli.
A zatímco mnoho považují termíny jako „rostlinná inteligence“ a „rostlinná neurobiologie“ za metaforické, stále se setkaly se spoustou kritiky, v neposlední řadě od Chamovitze. „Myslím, že rostliny jsou chytré? Myslím, že rostliny jsou složité,“ říká. Složitost by podle něj neměla být zaměňována s inteligencí.
Takže i když je užitečné popsat rostliny antropomorfně, aby sdělily myšlenky, existují limity. Nebezpečí spočívá v tom, že se nakonec podíváme na rostliny jako na nižší verze zvířat, což zcela postrádá smysl.
„My, vědci rostlin, rádi hovoříme o podobnostech a rozdílech mezi životním stylem rostlin a zvířat při prezentaci výsledků výzkum rostlin pro širokou veřejnost, “říká Cvrčková.Myslí si však, že spoléhání se na metafory založené na zvířatech, které popisuje rostliny, má problémy.
„Chcete se vyhnout, pokud vás nezajímá debata o schopnosti mrkve cítit bolest (obvykle marná). když se do toho zahryznete. „
Rostliny jsou svrchovaně přizpůsobeny k tomu, aby dělaly přesně to, co potřebují. Může jim chybět nervový systém, mozek a další vlastnosti, které si spojujeme se složitostí, ale vynikají v jiných oblastech .
Jsme více rostlinní, než bychom si mysleli
Například i přes chybějící oči mají rostliny jako Arabidopsis ve srovnání s našimi žalostnými čtyřmi nejméně 11 typů fotoreceptorů. To znamená, že svým způsobem je jejich vize složitější než ta naše. Rostliny mají různé priority a jejich smyslové vnímání systémy to odrážejí. Jak ve své knize zdůrazňuje Chamovitz: „světlo pro rostlinu je mnohem víc než jen signál; světlo je jídlo. “
Takže i když rostliny čelí mnoha stejným výzvám jako zvířata, jejich smyslové požadavky jsou stejně formovány věcmi, které je odlišují.“ Kořenovost rostlin – skutečnost, že se nepohybují – znamená, že si ve skutečnosti musí více uvědomovat své prostředí než vy nebo já, „říká Chamovitz.
Abychom plně ocenili, jak rostliny vnímají svět, je důležité, aby je vědci i širší veřejnost ocenili za jaké jsou.
„Nebezpečí pro lidi rostlin je, že pokud budeme pokračovat ve srovnání se zvířaty, mohla by nám uniknout hodnota rostlin,“ říká Hamant.
„Chtěl bych vidět rostliny uznávané spíše jako úžasné, zajímavé, exotické živé bytosti, které jsou, „souhlasí Cvrčková,“ a méně jako pouhý zdroj lidské výživy a biopaliv. „Takový přístup bude přínosem pro všechny. Genetika, elektrofyziologie a objev transpozonů jsou jen několik příkladů polí, která začala výzkumem rostlin, a všechny se ukázaly jako revo pro biologii jako celek.
Naopak, poznání, že máme s rostlinami některé věci společné, může být příležitostí přijmout, že jsme více rostlinní, než bychom si chtěli myslet, stejně jako rostliny jsou podobnější zvířatům, než si obvykle myslíme.
„Možná jsme více mechaničtí, než si myslíme, že jsme,“ uzavírá Chamovitz. Pro něj by nás podobnosti měly upozornit na „překvapivou složitost rostlin a na společné faktory, které spojují veškerý život na Zemi.
„ Pak můžeme začít oceňovat jednotu v biologii. “
Připojte se k více než šesti milionům fanoušků BBC Earth tak, že se vám na Facebooku budete líbit, nebo nás sledujte na Twitteru a Instagramu.
Pokud se vám tento příběh líbil, přihlaste se k odběru týdenního zpravodaje s funkcemi bbc.com s názvem „If Tento týden čtete pouze 6 věcí. “Vybraný výběr příběhů z BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel a Autos, doručovaných do vaší schránky každý pátek.