Rośliny wyczuwają, uczą się, przekazują wiadomości, a nawet prowadzą biologiczną wojnę. Jednak nie jesteśmy jeszcze w stanie tego zobaczyć i zrozumieć, mówi włoski neurobiolog roślin. Naukowiec uważa, że rośliny są wystarczająco inteligentne, aby znaleźć nawet rozwiązania problemów. Nawiasem mówiąc, jeśli rośliny znikną z powierzchni Ziemi, nasz gatunek ludzki również przestanie istnieć w ciągu tygodnia.
Rośliny wyczuwają, uczą się, przekazują wiadomości, a nawet prowadzą biologiczną wojnę. Dostarczają nam tlenu i karmią. Jednak nie jesteśmy w stanie tego zobaczyć i zrozumieć, mówi włoski neurobiolog roślin Stefano Mancuso.
Starożytny filozof Arystoteles przypisywał rośliny klasie prymitywnych stworzeń. Ponieważ są one zdolne do rozmnażania, myśliciel ten nie mógł ich stawiać na równi z przedmiotami nieożywionymi, ale nie wierzył, że reprezentują one coś wyjątkowego.
Arystoteles był daltonistą. Dla osób z tą chorobą rośliny wydają się pozbawione życia i nie rozumieją ich znaczenia.
Tak mówi Stefano Mancuso, który kieruje międzynarodowym laboratorium neurobiologii roślin na Uniwersytecie we Florencji.
Neurobiologia roślin? Co za nauka! Rośliny nie mają układu nerwowego! Tak, rośliny tak naprawdę nie mają mózgu, oczu, uszu ani płuc. Oznacza to, że ważne funkcje są rozmieszczone w całej roślinie. Każda część jest ważna, ale nie niezastąpiona. Roślinożerca może przeżuć 95% nadziemnej części rośliny i jej nie zabić. Uszkodzona roślina poczuje się urażona i po chwili wyzdrowieje.
Wadą roślin jest to, że są przywiązane do jednego miejsca. Dlatego, ponieważ rośliny nie mogą uciec w przypadku zagrożenia, muszą być wrażliwe na środowisko. Używają tych samych pięciu zmysłów, co ludzie, a nawet kilku, których my nie mamy, mówi Mancuso.
Rośliny wyczuwają wilgoć, grawitację i pola elektromagnetyczne.
Film promocyjny:
W tym roku w języku fińskim ukazała się książka Mancuso The Plant Revolution: How Plants Invented Our Future, aw zeszłym roku po fińsku ukazało się tłumaczenie jego wspólnej pracy z Alessandrą Viola „What Plants Think: A Secret Life Hidden from Prying Eyes” …
Jak sugerują nazwy, książki eksplorują niezwykłe zdolności roślin. Rośliny widzą, smakują i wąchają. Fitochromy światłoczułe są najbardziej obecne w liściach, a także w wąsach, młodych pędach, a nawet w drewnie. Reagują na moc światła i długość fali światła. Regulują wzrost i kwitnienie rośliny. Nawet w podziemnej części roślin znajdują się wrażliwe na światło komórki. Z ich pomocą korzenie sięgają dalej w ciemność.
Korzenie mogą również smakować tam, gdzie znajdują się ważne minerały. W tym kierunku zaczyna rosnąć więcej korzeni. Rośliny mogą wyczuć związki organiczne. Najprawdopodobniej zapach wydobywa się przez aparaty szparkowe w liściach. Co się tam dzieje, wciąż jest niejasne.
Istnieje teoria, że liście mogą zawierać białka transportowe, które przenoszą cząsteczki zapachowe do komórek - mówi Jarmo Holopainen, profesor ekologii stosowanej na Uniwersytecie Wschodniej Finlandii. Białka transportowe przenoszą również cząsteczki zapachu z komórek, które je wyprodukowały, i zostało to już udokumentowane w badaniach. „Cóż, ty i mimoza” - mówią Finowie, jeśli rozmówca czuje się urażony bzdurą. Ta delikatna roślina zwija liście w odpowiedzi na dotyk.
Przy pomocy Mimosa pudica naukowcom udało się udowodnić, że rośliny są zdolne do uczenia się. Zostało to odkryte dwieście lat temu przez słynnego biologa Jean-Baptiste Lamarck podczas niezwykłego eksperymentu. Poinstruował swojego młodego kolegę, aby przetransportował doniczki z mimoozą po chodnikach Paryża. Początkowo wszystkie rośliny zakrywały liście w trzęsącym się wózku, ale nie na długo. Zrozumieli, że potrząsanie nie było niebezpieczne.
W 2013 roku Mancuso i współpracownicy powtórzyli współczesną wersję eksperymentu Lamarcka. Grupa umieściła doniczki z mimoozą w specjalnych urządzeniach, które szybko obniżyły rośliny o dziesięć centymetrów. Po mniej więcej ósmym „małym locie” rośliny przestały zwijać liście.
Kiedy doniczki zostały później obrócone do pozycji poziomej i wstrząśnięte, ponownie przykryły liście. Powodem nie było zmęczenie roślin. Grupa powtarzała eksperyment w różnych odstępach czasu. Okazało się, że mimoza jest w stanie zapamiętać informacje przez ponad 40 dni. Czy możesz sobie przypomnieć, co stało się z tobą 40 dni temu? Jak działa proces zapamiętywania, jeśli rośliny nie mają mózgu, jest wielką tajemnicą.
A co ze słuchem? Rośliny na pewno nie mają słuchu!
I oto jest, mówi Carlo Cignozzi z włoskiej gminy Montalcino. Pozwolił winorośli słuchać dzieł Mozarta przez kilka lat. Przyjemne melodie przyspieszyły wzrost winorośli, winogrona dojrzewały szybciej niż na winorośli, która była w całkowitej ciszy. Winogrona były bardziej soczyste, żywsze i miały więcej polifenoli niż inne próbki.
A to nie wszystko: muzyka odstraszała owady, przez co do walki z nimi potrzeba było mniej pieniędzy. Efekt byłby taki sam, gdyby z głośników dudnił heavy metal - mówi Mancuso, którego laboratorium również brało udział w eksperymencie. Rośliny prawdopodobnie odbierały fale dźwiękowe poprzez wibracje błon komórkowych. Korzenie również wyczuły wibrację i wyrosły w jej kierunku lub od niej.
W laboratorium Mancuso zarejestrowano również, że korzenie mogą wydawać dźwięki. Naukowiec uważa, że dźwięki przypominające kliknięcia pojawiają się, gdy komórki rosną, a ściany komórkowe, wykonane z celulozy, zaczynają pękać. „Jeśli korzenie potrafią rozpoznawać i wydawać dźwięki, czy mogą się komunikować? Może pod ziemią toczą się gorące debaty? Czy rośliny używają sygnałów dźwiękowych, aby powiedzieć, gdzie jest woda?” - mówi Mancuso.
Nic dziwnego, że wielu botaników jest sceptycznie nastawionych do jego badań. Jednak grupie udało się opublikować swoje artykuły w publikacjach botanicznych - choć nie w tak wiodących czasopismach naukowych, jak Science and Nature.
Przez długi czas uważano, że rośliny oddziałują na siebie na różne sposoby. Światło odbijające się od kwiatów, ich kolor i zapach przyciągają zapylające owady i ptaki.
Rośliny przekazują również wiadomości za pomocą różnych związków. Dzięki temu mogą nawet prowadzić wojnę biologiczną. Bronią się substancjami, które brzydko pachną, nieprzyjemnie smakują roślinożercom, a nawet okazują się śmiertelne.
Roślina, która stała się obiektem ataku owadów, może wezwać pomoc, uwalniając tzw. Informacyjne związki chemiczne. Te parujące „rozbłyski sygnałowe” przyciągają niszczyciele roślin, takie jak drapieżne roztocze polujące na roztocza roślinne lub biedronki żywiące się mszycami.
Te same substancje mogą stać się rodzajem „sygnału alarmowego” i wezwać sąsiednie rośliny do wzmocnienia ich chemicznej obrony.
W jaki sposób rośliny przekazują sygnały wewnętrzne? To pytanie długo prześladowało botaników. Niedawno gazeta Science przedstawiła własną odpowiedź.
Japońska Toyota Masatsugu wraz z kolegami zmodyfikowała rezukovidki, uznając organizm modelowy do przeprowadzania eksperymentów, tak aby zmiana poziomu wapnia była wizualna. Toyota zmusiła rezuvidki do produkcji białka, które fluoryzuje tylko w obecności wapnia.
Kiedy liść został odcięty od rezuhovidki, uszkodzenie zaczęło świecić. Błysk rozprzestrzenił się falą, aż dotarł do innych arkuszy. Szybkość transmisji sygnału w roślinach wynosiła milimetr na sekundę. Liście, otrzymując sygnały o niebezpieczeństwie, zaczęły wytwarzać hormony ochronne.
Badacze zauważyli, że sygnał do działania potrzebuje kwasu glutaminowego. Mechanizm jest dokładnie taki sam jak u zwierząt w niebezpieczeństwie: kwas glutaminowy przyspiesza przekazywanie wiadomości wzdłuż nerwów. Rośliny nie mają nerwów, ale według Holopainena ich rolę mogą odgrywać kanały, przez które dostają się woda i składniki odżywcze.
Mancuso uważa rośliny za inteligentne, ponieważ potrafią znaleźć rozwiązania problemów. Jeden gatunek okazał się dość sprytny, ponieważ był w stanie wymyślić niesamowite rozwiązanie problemu znanego roślinom - ataków roślinożerców.
Boquila trifoliola, pochodząca z umiarkowanych lasów Chile i Argentyny, robi to, co zwykle robi liana: wije się po ziemi lub wspina się po pobliskich roślinach. To niesamowite, że zawsze naśladuje liście rosnącej w pobliżu rośliny. Jeśli w pobliżu znajdują się trzy różne rośliny, trójlistna Bokila zmieni kształt, rozmiar i kolor swoich liści, a nawet układ żył, naśladując różne rośliny wokół siebie.
Ta winorośl może naśladować co najmniej dziesięć różnych gatunków. Może nawet wyhodować cierń na liściu, jeśli ma go pobliska roślina. Po prostu nie może powtórzyć zębów, piszą chilijskich badaczy Ernesto Gianoli i Fernando Carrasco-Urra w Current Biology.
W jaki sposób kameleon roślinny decyduje, co powtórzyć? Możliwe, że niektóre mikroorganizmy używają pewnych metod do przekazywania genów rośliny odniesienia naśladowcy. Czy może winorośl pobiera jako próbkę substancje lotne wytwarzane przez roślinę? Jednak trójlistna Bokila kopiuje dokładnie te rośliny najbliżej miejsca, chociaż rośnie w prawdziwej chmurze wydzielin różnych gatunków roślin.
Daltonizm jest nadal powszechną chorobą, chociaż jesteśmy całkowicie uzależnieni od roślin. Rośliny stanowią prawie 99,5% biomasy, czyli wszystkich żywych istot. Rośliny spowalniają proces globalnego ocieplenia, usuwając dwutlenek węgla z powietrza. Dają nam tlen, żywność, lekarstwa, błonnik, materiały budowlane, energię - i dużo światła.
Jeśli rośliny znikną z powierzchni Ziemi, nasz gatunek przestanie istnieć w ciągu tygodnia. Jeśli kogoś nie ma, wszystkie nasze najlepsze osiągnięcia wkrótce zmienią się w ognistą roślinę.
Arya Kivipelto