Kasvit ovat Jack C Schultzin mukaan ”vain hyvin hitaita eläimiä”.
Tämä ei ole perusbiologian väärinkäsitys. Schultz on professori Kasvitieteiden osastolla Missourin yliopistossa Columbiassa, ja on viettänyt neljä vuosikymmentä tutkimalla kasvien ja hyönteisten vuorovaikutusta. Hän tietää tavaransa.
Sen sijaan hän esittää näkökannan lehtiserkkuistamme, jotka hänen mielestään hylätään liian usein huonekalujen osana. Kasvit taistelevat alueen puolesta, etsivät ruokaa, kiertävät saalistajia ja ansaavat saaliin. He ovat yhtä eläviä kuin kaikki eläimet, ja – kuten eläimetkin – heillä on käyttäytymistä.
”Nähdäksesi tämän sinun tarvitsee vain tehdä nopea elokuva kasvavasta kasvista – niin se käyttäytyy kuin eläin, ”innostaa Olivier Hamantia, kasvitieteilijää Lyonin yliopistossa, Ranskassa. Aikavalvottu kamera paljastaa kasvien käyttäytymisen muukalaismaailman kaikessa loistossaan, kuten kuka tahansa, joka on nähnyt David Attenborough’n Life-sarjan kuuluisan metsämaan, voi todistaa.
Nämä kasvit liikkuvat tarkoitukseen, mikä tarkoittaa, että heidän on oltava tietoisia ympärillään tapahtuvista asioista. ”Kasvit tarvitsevat myös reagoimaan oikein, ja he tarvitsevat hienostuneita, erilaisiin olosuhteisiin viritettyjä tunnistinlaitteita”, Schultz sanoo.
Joten mikä on kasvien järkeä? , jos uskot Daniel Chamovitzin Tel Avivin yliopistosta Israelista, se ei ole aivan niin erilainen kuin omamme, kuten voisi odottaa.
Kun Chamovitz lähti kirjoittamaan vuoden 2012 kirjansa Mikä kasvi tietää – missä hän tutkii, kuinka kasvit kokevat maailman tiukimmalla ja ajantasaisimmalla tieteellisellä tutkimuksella – hän teki niin hieman peloissaan.
”Olin uskomattoman varovainen siitä, millainen vastaus siihen olisi”, hän sanoo.
Beethovenin sinfonialla ei ole juurikaan vaikutusta kasviin, mutta nälkäisen lähestymistapa toukka on toinen tarina
Hänen huolensa ei ollut perusteeton. Hänen kirjansa kuvauksissa, joissa kasvit näkevät, haistavat, tuntevat ja todellakin tietävät, on kaikuja Kasvien salaisesta elämästä, joka on vuonna 1973 julkaistu suosittu kirja, joka vetoaa kukkavoimalla kasvatettuun sukupolveen, mutta sisältää vain vähän tosiasioita .
Aikaisemman kirjan kestävin väite on kenties perusteellisesti hylätty ajatus siitä, että kasvit reagoivat positiivisesti klassisen musiikin ääniin.
Mutta kasvien havaitsemisen tutkimus on tullut pitkä matka 1970-luvulta lähtien, ja viime vuosina kasvien aistien tutkimusta on tapahtunut. Tämän työn motivaatio ei ole ollut pelkästään osoittaa, että ”kasveilla on myös tunteita”, vaan sen sijaan kyseenalaistaa miksi ja miten , kasvi tunnistaa ympäristönsä.
Anna Heidi Appel ja Rex Cocroft, Schourzin kollegat Missourissa, jotka etsivät totuutta kasvien kuulemisesta.
”Työmme tärkein panos on ollut tarjota syy sille, miksi ääni vaikuttaa kasveihin ”, sanoo Appel. Beetho ven-sinfonialla ei ole juurikaan vaikutusta kasviin, mutta nälkäisen toukka on lähestynyt toista tarinaa.
Kokeissaan Appel ja Cocroft havaitsivat, että tallenteet toukkien aiheuttamasta mutisevasta melusta aiheuttivat kasvien tulvan lehdet, joissa on kemiallisia suojaimia, jotka on suunniteltu torjumaan hyökkääjiä. ”Osoitimme, että kasvit reagoivat ekologisesti merkitykselliseen” ääniin ”ekologisesti merkittävällä vastauksella”, sanoo Cocroft.
Meillä on nenät ja korvat, mutta mitä laitoksella on?
Ekologinen merkitys on avainasemassa. Consuelo De Moraes Sveitsin liittovaltion teknillisestä instituutista Zürichissä yhdessä yhteistyökumppaneiden kanssa on osoittanut, että jotkut kasvit voivat joko haistaa heidät tai haistaa haihtuvia signaaleja, joita naapurikasvit vapauttavat vastauksena heihin. .
Pahoittelevammin hän osoitti jo vuonna 2006, kuinka loiskasvi, joka tunnetaan väijyvä viiniköynnöksenä, haistaa potentiaalisen isännän. Sitten väijyvä viiniköynnös vääntyy ilmassa, ennen kuin se käämii itsensä onnettoman isännän ympärille ja imee sen ravintoaineita.
Käsitteellisesti mikään ei paljon erota näitä kasveja meistä. He haistavat tai kuulevat jotain ja toimivat sitten vastaavasti, kuten me.
Mutta tietysti siinä on tärkeä ero. ”Emme todellakaan tiedä, kuinka samankaltaiset hajujen havaintomekanismit ovat kasveissa ja eläimissä, koska emme tiedä paljoakaan noista kasvien mekanismeista”, De Moraes sanoo.
Meillä on nenää ja korvaa. , mutta mitä kasveilla on?
Ilmeisten aistien syöttökeskusten puuttuminen vaikeuttaa kasvien aistien ymmärtämistä. Näin ei aina ole – fotoreseptorit, joita kasvit käyttävät esimerkiksi ”näkemiseen”, ovat melko hyvin tutkittuja – mutta se on varmasti alue, joka ansaitsee lisätutkimuksia.
Heidän puolestaan Appel ja Cocroft toivoo löytävänsä kasviin kuuluvan osan tai osat.
Tutkijat ovat alkaneet löytää toistuvia malleja, jotka viittaavat syviin rinnakkaisuuksiin eläinten kanssa
Todennäköiset ehdokkaat ovat mekanoreseptoriproteiineja, joita esiintyy kaikissa kasvisoluissa. Nämä muuttavat sellaisia mikro-muodonmuutoksia, joita ääniaallot voivat tuottaa, kun ne pesevät esineen sähköisiksi tai kemiallisiksi signaaleiksi.
He testaavat, pystyvätkö viallisten mekaanisten reseptorien omaavat kasvit vastaamaan hyönteisten aiheuttamaan meluun. Kasville ei ilmeisesti tarvitse tarvita jotain niin hankalaa kuin korva.
Toinen kyky, jonka jaamme kasvien kanssa, on proprioretsepti: ”kuudes aisti”, joka antaa meille (joillekin) mahdollisuuden koskettaa tyyppi, jongleeraaminen ja yleisesti tiedämme missä kehomme eri palat ovat avaruudessa.
Koska tämä on tunne, joka ei ole luontaisesti sidottu yhteen eläimeen, vaan perustuu pikemminkin palautesilmukkaan mekanoreseptoreiden välillä lihakset ja aivot, vertailu kasveihin on siistimpi. Vaikka molekyylien yksityiskohdat ovat hieman erilaiset, kasveilla on myös mekaanisia reseptoreita, jotka havaitsevat muutokset ympäristössään ja reagoivat sen mukaisesti.
”Kattava idea on sama”, sanoo Hamant, joka on kirjoittanut 2016-katsauksen. proprioseptitutkimus. ”Toistaiseksi tiedämme, että kasveissa se on enemmän tekemistä mikrotubulusten kanssa, reagoimalla venytykseen ja mekaaniseen muodonmuutokseen.”
Itse asiassa vuonna 2015 julkaistu tutkimus näyttää osoittavan yhtäläisyyksiä, jotka menevät vielä syvemmälle , mikä viittaa aktiinin – lihaskudoksen avainkomponentin – rooliin kasvien proprioseptiassa. ”Tätä tuetaan vähemmän”, Hamant sanoo, ”mutta on ollut joitain todisteita siitä, että kudoksessa esiintyvät aktiinikuidut, melkein kuin lihakset.”
Nämä havainnot eivät ole ainutlaatuisia. Kasvien aistien tutkimuksen edetessä tutkijat ovat alkaneet löytää toistuvia malleja, jotka viittaavat syviin rinnakkaisuuksiin eläinten kanssa.
Nykyään kasvien tutkijoita on tutkittu tällaisia perinteisesti muut kuin kasvialueet muistina, oppimisena ja ongelmanratkaisuna
Vuonna 2014 Sveitsin Lausannen yliopiston joukkue osoitti, että kun toukka hyökkää Arabidopsis-kasvi, se laukaisee sähköisen aktiivisuuden aallon. Sähkösignaalien läsnäolo kasveissa ei ole uusi idea – fysiologi John Burdon-Sanderson ehdotti sitä mekanismiksi Venuksen kärpäslangan toiminnalle jo vuonna 1874 – mutta mikä on yllättävää, on glutamaattireseptoreiksi kutsuttujen molekyylien rooli. / p>
Glutamaatti on keskushermostomme tärkein välittäjäaine, ja sillä on täsmälleen sama rooli kasveissa, paitsi yhdellä ratkaisevalla erolla: kasveilla ei ole hermostojärjestelmää.
”Molekulaarinen biologia ja genomiikka kertovat meille, että kasvit ja eläimet koostuvat yllättävän rajoitetusta joukosta molekyylisiä ”rakennuspalikoita”, jotka ovat hyvin samankaltaisia ”, kertoo tutkija Fatima Cvrčková Prahan Kaarle-yliopistosta Tšekistä. Sähköinen viestintä on kehittynyt kahdella eri tavalla: joka kerta on käytetty rakennuspalikoita, jotka oletettavasti ennakoivat eläinten ja kasvien jakautumista noin 1,5 miljardia vuotta sitten.
”Evoluutio on johtanut tiettyyn määrään mahdolliset viestintämekanismit, ja vaikka siihen pääsee eri tavoin, loppupiste on edelleen sama ”, Chamovitz sanoo.
Ymmärrys siitä, että tällaisia yhtäläisyyksiä on olemassa ja että kasveilla on paljon suurempi kyky aistia heidän maailmansa kuin ulkonäkö saattaa ehdottaa, on johtanut merkittäviin väitteisiin ”kasvien älykkyydestä” ja jopa synnyttänyt uuden kurinalaisuuden. Sähköinen signalointi kasveissa oli yksi avaintekijöistä ”kasvien neurobiologian” (termi, jota käytetään huolimatta hermosolujen puutteesta kasveissa) syntymässä, ja nykyään kasvien tutkijat tutkivat sellaisia perinteisesti kasvien ulkopuolisia alueita kuin muisti, oppiminen ja ongelmat -ratkaiseva.
Silmien puutteesta huolimatta Arabidopsiksen kaltaisilla kasveilla on vähintään 11 erilaista valoreseptoria verrattuna niukkaan neljään
Tämä ajattelutapa on johtanut jopa siihen, että Sveitsin lainsäätäjät ovat asettaneet suuntaviivoja, joiden tarkoituksena on suojella ”kasvien arvokkuutta” – mitä se tarkoittaakin.
Ja vaikka monet Pidä termejä, kuten ”kasvien älykkyys” ja ”kasvien neurobiologia” metaforisina, ja niitä on kritisoitu edelleen, etenkin Chamovitzilta. ”Luulenko, että kasvit ovat älykkäitä? Luulen, että kasvit ovat monimutkaisia”, hän sanoo. Hänen mukaansa monimutkaisuutta ei pidä sekoittaa älykkyyteen.
Joten vaikka on hyödyllistä kuvata kasveja antropomorfisilla termeillä ideoiden välittämiseksi, on kuitenkin rajoituksia. Vaarana on, että katsomme kasveja alempiarvoisina eläinkokeina, mikä menettää täysin asian.
”Kasvitieteilijät puhuvat mielellään kasvien ja eläinten elämäntapojen samankaltaisuudesta ja eroista esitellessään tuloksia. kasvitutkimus suurelle yleisölle ”, Cvrčková sanoo.Hänen mielestään riippuvuus eläinkohtaisista metaforoista kasvien kuvaamiseen liittyy ongelmiin.
”Haluat välttää, ellet ole kiinnostunut (yleensä turhasta) keskustelusta porkkanan kyvystä tuntea kipua. kun puret siihen. ”
Kasvit ovat äärimmäisen mukautettuja tekemään juuri sen, mitä heidän on tehtävä. Niiltä voi puuttua hermosto, aivot ja muut ominaisuudet, jotka yhdistämme monimutkaisuuteen, mutta ne ovat erinomaisia muilla alueilla .
Olemme kasvimaisempia kuin haluaisimme ajatella
Esimerkiksi silmien puuttumisesta huolimatta Arabidopsiksen kaltaisilla kasveilla on vähintään 11 erilaista valoreseptoria verrattuna niukkaan neljään. Tämä tarkoittaa, että tavallaan niiden visio on monimutkaisempi kuin meidän. Kasveilla on erilaiset prioriteetit ja aistien järjestelmät heijastavat tätä. Kuten Chamovitz kirjassaan huomauttaa: ”Kasvien valo on paljon enemmän kuin signaali; valo on ruokaa. ”
Joten vaikka kasvit kohtaavat monia samoja haasteita kuin eläimet, niiden aistivaatimukset muokkaavat yhtä hyvin myös ne asiat, jotka erottavat heidät.” Kasvien juuret – tosiasia, että ne ovat liikkumattomia – tarkoittaa, että heidän on todellakin oltava paljon tietoisempia ympäristöstään kuin sinä tai minä ”, Chamovitz sanoo.
Jotta ymmärtäisimme täysin, miten kasvit kokevat maailman, on tärkeää, että tutkijat ja laajempi yleisö arvostavat heitä mitä he ovat.
”Kasviasukkaiden vaara on, että jos vertaamme jatkuvasti eläimiin, saatamme menettää kasvien arvon”, sanoo Hamant.
”Haluaisin nähdä kasveja, jotka tunnustetaan enemmän hämmästyttäviksi, mielenkiintoisiksi, eksoottisiksi eläviksi olentoiksi, jotka he ovat ”, Cvrčková myöntää”, ja vähemmän pelkkänä ihmisen ravinnon ja biopolttoaineiden lähteenä. ”Tällainen asenne hyödyttää kaikkia. Genetiikka, elektrofysiologia ja transposonien löytäminen ovat vain muutama esimerkki aloista, jotka alkoivat kasvien tutkimuksella, ja ne kaikki ovat osoittautuneet revoiksi biologia kokonaisuudessaan.
Päinvastoin, ymmärrys siitä, että meillä on joitain yhteisiä piirteitä kasvien kanssa, voi olla tilaisuus hyväksyä, että olemme kasvien kaltaisia kuin haluaisimme ajatella, aivan kuten kasvit ovat eläinkaltaisempia kuin yleensä oletamme.
”Ehkä olemme mekaanisempia kuin luulemme olevamme”, Chamovitz päättelee. Hänen mielestään yhtäläisyyksien tulisi varoittaa meitä kasvien ”yllättävästä monimutkaisuudesta ja yleisistä tekijöistä, jotka yhdistävät kaiken elämän maapallolla.
” Sitten voimme alkaa arvostaa biologian ykseyttä. ”
Liity yli kuuteen miljoonaan BBC Earth -faniin tykkäämällä meistä Facebookissa tai seuraa meitä Twitterissä ja Instagramissa.
Jos pidit tästä tarinasta, liity viikoittaiseen bbc.com-palvelun uutiskirjeeseen nimeltä ”Jos Luit tällä viikolla vain 6 asiaa ”. Valittu valikoima tarinoita BBC Future-, Earth-, Culture-, Capital-, Travel- ja Autos-palveluista, jotka toimitetaan postilaatikkoosi joka perjantai.