»Rastline čutijo, vedo, da je moja srajca modra, zaradi moje teže vedo, da stojim na njih, po vonju vedo, da je sosednji grm bolan,« pravi dr. Daniel Chamovitz.

Ali se rastline zavedajo, je osrednje vprašanje, ki ga odpira nova knjiga What a Plant Knows (Kaj ve rastlina), ki jo je napisal dr. Daniel Chamovitz, direktor Manna Centra za raziskovanje rastlin univerze v Tel Avivu, v Izraelu. Rastline, je zapisal, lahko vidijo, vonjajo in čutijo. Lahko se tudi branijo, če so napadene, in pred nevarnostjo posvarijo še sosednje rastline. Lahko bi celo rekli, da imajo spomin. Ali pa to že tudi pomeni, da rastline mislijo? Oglejmo si, kaj je o tem povedal sam Daniel Chamovitz v pogovoru z urednikom revije Mind Matters Garethom Cookom (prevedla Daja Kiari).

Kako to, da ste začeli proučevati rastline?

Za vzporednice med rastlinami in človeškimi čuti sem se začel zanimati že, ko sem v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, kmalu po opravljenem doktoratu, začel delati v laboratoriju Xing-Wang Denga na univerzi Yale. Zanimali so me biološki procesi značilni samo za rastline, ki nimajo nič opraviti z biologijo človeka (morda tudi kot odziv na šest drugih doktorjev znanosti v moji družini, ki so vsi zdravniki). Pritegnilo me je vprašanje, kako vpliva svetloba na razvoj rastlin.

Že desetletja je znano, da rastline uporabljajo svetlobo ne samo za fotosintezo, temveč tudi kot signal, kako naj rastejo. Odkril sem posebno skupino genov, ki rastlini omogoča, da sama ugotovi, ali raste v svetlem ali v temi. Ko smo poročali o tem odkritju, je bilo videti, da imajo te gene samo rastline, in to je sovpadalo z mojo željo, da bi se ognil vsemu, kar je povezano z biologijo človeka. Toda na svoje presenečenje in v nasprotju z vsemi svojimi načrti, sem pozneje odkril, da lahko enako skupino genov najdemo tudi kot del človeške DNK.

To je seveda vodilo k očitnemu vprašanju, kaj ti geni, ki naj bi bili značilni samo za rastline, počnejo pri človeku. Po veliko letih proučevanj zdaj vemo, da isti geni pri živalih določajo, kdaj naj se celica deli, rast živčnih končičev pri živčnih celicah in omogočajo imunskemu sistemu, da deluje pravilno.

Najbolj presenetljiva ugotovitev je bila, da ti geni urejajo odzive na svetlobo tudi pri živalih in ljudeh in ne zgolj pri rastlinah. Ker ne živali in ne ljudje kot odgovor na svetlobo ne spreminjamo svoje oblike, kot to počnejo rastline, lahko v laboratoriju proučujemo le njihov vpliv na našo notranjo biološko uro. Notranja cirkadiana (dnevna) biološka ura ohranja 24-urni ritem, zato če potujemo z letalom na dolgo razdaljo, imamo težave s prilagajanjem na časovne razlike. Toda notranja ura se lahko ponastavi s svetlobo. Pred nekaj leti sem v sodelovanju z Justinom Blauem z NYU-ja (New York University) dokazal, da mutanti sadne mušice, ki nimajo teh genov, izgubijo sposobnost odzivati se na svetlobo. Povedano drugače, če spremenimo njihovo biološko uro, se ne morejo več prilagajati na časovne razlike.
To me je napeljalo k spoznanju, da genske razlike med rastlinami in živalmi niso tako velike, kot sem nekoč naivno verjel. Čeprav tega področja še nisem dejavno raziskoval, sem se začel spraševati o vzporednicah med biologijo rastlin in živali, še zlasti, ko sem dognanja iz svoje raziskave o vplivu svetlobe na rastline, uporabil pri proučevanju levkemije sadnih mušic.

Ali morajo začeti ljudje drugače razmišljati o rastlinah?

Ljudje moramo spoznati, da so rastline kompleksni organizmi, ki živijo bogato čutno življenje. Številni ljudje gledajo na rastline kot na nežive predmete, ki se ne razlikujejo veliko od kamenja. Takšen odnos se kaže tudi v tem, da imamo namesto živih rastlin veliko umetnih rož iz svile ali pa umetno božično drevo namesto pravega, in to na neki simbolni ravni odraža, kako ljudje doživljamo rastline. Ne poznam odraslega, ki bi namesto pravega psa imel raje nagačenega.

Če upoštevamo, da je vsa rastlinska biologija prilagojena “ukoreninjenosti”, in zaradi nje rastline ne morejo hoditi naokoli, začnemo šele ceniti zelo sofisticirano biologijo, ki poteka v listih in cvetovih. Ukoreninjenost je gledano s človeškega vidika velika evolucijska omejitev. Pomeni, da rastlina ne more ubežati iz slabega okolja, ne more odpotovati in si poiskati hrane ali družbe. Zato so morale rastline razviti neverjetno občutljive in kompleksne senzorične mehanizme, ki jim omogočajo preživeti v nenehno spreminjajočem se okolju. Če je človek lačen ali žejen, lahko odide k najbližjemu izviru ali v trgovino, če mu je vroče, se umakne na hladno, če želi družbo, gre na obisk ali na zabavo. Rastline tega ne morejo. Morajo pa poskrbeti za svojo hrano. Začutiti morajo, kakšno bo vreme in zavonjati nevarnost. In morajo biti tudi sposobne integrirati vse te zelo dinamične in spreminjajoče se informacije. Ker rastline ne morejo hoditi naokoli, še ne pomeni, da v njih ne prebiva zelo bogat in dinamičen svet.

Rekli ste, da rastline tudi vonjajo?

Drži. Toda da bi na to pravilno odgovorili, moramo najprej opredeliti, kaj pomeni “vonj”. Ko nekaj vonjamo, zaznavamo hlapljive kemične snovi razpršene v zraku, in se na to odzovemo, vonjamo. Najjasnejši zgled vonjanja rastlin je dogajanje med dozorevanjem plodov. Morda vam je znano, da če daste v vrečko zrel in nezrel sadež, bo nezrel dozorel hitreje. To se zgodi zato, ker zrel sadež sprošča v zrak feromone zorenja, zeleni sadež jih “vonja” in začne tudi sam dozorevati. To se ne dogaja zgolj v naši kuhinji, temveč tudi, ali celo primarno, v naravi. Ko začne zoreti en sadež, začne sproščati hormon etilen, ki ga zaznajo sosednji plodovi, dokler bolj ali manj sinhrono ne dozorijo plodovi na vseh drevesih.

Drug zgled za to, da rastlina uporablja vonj, je parazitska rastlina predenica, ko išče hrano. Predenica ni zmožna fotosinteze in zato mora živeti na račun drugih rastlin. Rastlino gostiteljico najde po vonju. Predenica lahko zazna zelo majhne količine kemičnih snovi, ki jih sosednje rastline sproščajo v ozračje, in izbrala bo tisto, ki se ji bo po vonju zdela okusnejša. V klasičnem poskusu so znanstveniki dokazali, da ima predenica zaradi prijetnejšega vonja raje paradižnik kakor pšenico.

Ali rastline tudi slišijo?

Na to vprašanje je težje odgovoriti, ker izsledki velikega števila raziskav kažejo, da rastline vidijo, vonjajo, okušajo in čutijo, glede sluha pa se raziskovalci opirajo le na informacije o vplivu glasbe na rast rastlin. Slišali smo že, da rastline bolje uspevajo v prostorih s klasično glasbo. Večino teh podatkov so posredovali ljudje, ki milo rečeno niso bili preveč seznanjeni z zahtevami znanstvenega raziskovanja. Zato tudi ne preseneča, da večina podatkov o vplivu glasbe na rastline kaže, da rastline uživajo v glasbi, ki je všeč tudi eksperimentarju.

Gledano iz evolucijskega zornega kota morda rastline niti nimajo potrebe po tem, da bi slišale. Zakaj? Evolucijska prednost slišanja pri ljudeh in živalih je ena od poti, da se ognemo potencialnim nevarnim položajem. Naši zgodnji človeški predniki so lahko slišali nevarne roparice, ki so jih zasledovale v gozdu, danes pa zaslišimo motor ali avto, ki se približujeta. Sluh torej omogoča hitro sporazumevanje med posamezniki in med živalmi. Sloni najdejo drug drugega na velike razdalje s pomočjo subsoničnih (podzvočnih) valov, ki zadevajo ob objekte in se širijo kilometre daleč. Jato delfinov najde delfina, izgubljenega v oceanu, po njegovem užaloščenem piskajočem oglašanju. Vsem tem položajem je skupno, da zvok omogoča hiter prenos informacij in hiter odgovor nanje – bežanje pred ognjem, beg pred napadom, najdenje družine. Vse to pa je gibanje.

Rastline pa so ukoreninjeni, prirasli organizmi. Čeprav se lahko obračajo za soncem in upognejo zaradi gravitacije, pa ne morejo teči. Ne morejo pobegniti, niti se preseliti na drug konec sveta ob koncu poletja ali zime. Zato morda zvočni signali, ki so pomembni v našem svetu, zanje niso pomembni. Moram pa kljub temu omeniti, da nekatere najnovejše raziskave kažejo, da se morda rastline odzivajo tudi na zvok. Ne na glasbo, ki za rastline ni pomembna sama po sebi, temveč na določene vibracije. Zelo zanimivo bo videti, kaj bodo pokazale raziskave.

Ali se rastline sporazumevajo med seboj?

Na bazični ravni prav gotovo. Toda odvisno, kako opredelimo sporazumevanje. Ni dvoma, da se rastline odzivajo na sporočila drugih rastlin. Na primer, če škodljivec napade javor, ta takoj sprosti v ozračje feromone, in te zaznajo sosednja drevesa. To pri drevesih, ki so prejela to sporočilo, povzroči, da začnejo izločati kemične snovi, ki bodo drevesom pomagale obraniti se grozečega napada. In to je nedvomno sporazumevanje.

Toda verjetno sprašujete o hotenem namenu (ne vem sicer, ali lahko izraz namen uporabimo pri rastlinah, ker je to počlovečenje). Ali se drevesa sporazumevajo, bi v tem primeru pomenilo, ali napadeno drevo zavestno opozori sosednja drevesa? Morda je bolj smiselno razmišljati o tem, da napadena veja zaradi samopreživetja sporoči o napadu drugim vejam istega drevesa, medtem ko sosednja drevesa le “prisluškujejo”, in tako to koristi tudi njim.

So še drugi zgledi tega tipa sporazumevanja. Na primer izsledki najnovejših raziskav kažejo, da se rastline sporazumevajo tudi s sporočili, ki se prenašajo od korenine do korenine. V raziskavi je “govoreča” rastlina, ki je doživela stres zaradi suše, “sporočila” sosednji rastlini naj se pripravi na pomanjkanje vode. Da se je sporočilo preneslo prek korenin vemo zato, ker se to ne zgodi, če sta rastlini posajeni v sosednjih cvetličnih lončkih. Morata biti sosedi tudi po koreninah.

Ali imajo rastline spomin?

Rastline prav gotovo imajo različne oblike spomina, tako kot ljudje. Imajo kratkoročni spomin, imunski spomin in celo transgeneracijski spomin. Vem, da bodo to nekateri ljudje težko sprejeli, toda če spomin pomeni sprejemanje informacij, njihovo skladiščenje in obnovo, potem rastline zanesljivo imajo spomin. Na primer, pri rastlini muholovki se mora žuželka dotakniti dveh dlačic na njenem listu, da se list zapre. Če se dotakne samo ene, se to ne zgodi. Torej si mora rastlina zapomniti, da se je žuželka že dotaknila ene. Toda spomin se ohrani le 20 sekund in potem rastlina na to pozabi. Pšenične bilke se spominjajo, da so preživele zimo, preden začnejo cveteti in ustvarjati seme. Nekatere rastline, ki so preživele stres, dajejo potomke, ki so bolj odporne proti isti vrsti stresa, torej je to vrsta transgeneracijskega spomina. Tega so odkrili pred nedavnim tudi pri živalih. Kratkoročni spomin v muholovki je električne narave, podoben živčni dejavnosti, dolgoročni spomin pa temelji na epigenetiki – spremembah v dejavnosti genov, ki ne zahtevajo spremembe DNK kode, kot jo zahtevajo mutacije, ki se prenašajo s staršev na potomce.

Bi rekli, da rastline mislijo?

Ne bi. Toda morda sem o tem prepričan zato, ker sem še zmeraj omejen v svojem razmišljanju. Zame sta razmišljanje in obdelava informacij dva različna pojma. Pogoj za zavestno razmišljanje so višje razviti možgani in avtonoetika, ali vsaj noetika, zavest. Rastline kažejo elemente anoetične zavesti, ki pa ne zajema, vsaj po mojem razumevanju, sposobnosti mišljenja. Tako kot rastlina ne more čutiti subjektivne bolečine, če nima možganov, tako tudi ne more misliti.

Ali vidite kakšno analogijo med tem, kaj zmorejo rastline in kaj človeški možgani. Ali bi lahko govorili o nekakšni nevroznanosti rastlin brez nevronov?

Predvsem mislim in pri tem tvegam, da bom užalil nekatere svoje zelo dobre prijatelje, da je izraz rastlinska nevrobiologija enako nesmiseln, kot če bi rekli, človeška cvetlična biologija. Rastline nimajo nevronov, tako kot tudi ljudje nimamo cvetja!

Toda za sporazumevanje od celice do celice, skladiščenje informacij in njihovo obdelavo ne potrebujete nevronov. Tudi pri živalih se vse informacije ne procesirajo ali shranjujejo samo v možganih. Možgani so odločilni pri procesiranju višjega reda pri bolj sestavljenih živalih, vendar ne pri preprostih organizmih. Različni deli rastline se sporazumevajo drug z drugim, izmenjujejo informacije o stanju v celicah, fiziologiji in okolju. Rast korenin je na primer odvisna od hormonalnega sporočila, ki se porodi v konicah poganjkov in se prenaša k rastočim koreninam, medtem ko je razvoj poganjkov delno odvisen od sporočila, ki se poraja v koreninah. Listi pošiljajo sporočila h konicam poganjkov in jim povedo, naj začnejo nastavljati cvetove. Tako bi bila lahko rastlina približno podobna možganom.
Rastline nimajo živčnih celic (nevronov), vendar pa izločajo nevroaktivne kemične snovi in so nanje tudi občutljive. Na primer, glutamatni receptorji so receptorji na membranah živčnih celic in so v človeških možganih odgovorni za spomin in učenje. Ker pa rastline nimajo nevronov, je presenetljivo, da imajo tudi one glutamatne receptorje, in da iste snovi, ki zavirajo te receptorje pri človeku, prizadenejo tudi rastline. S proučevanjem teh beljakovin v rastlinah, so znanstveniki odkrili, kako glutamatni receptorji posredujejo pri sporazumevanju od celice do celice. Morda bi morali vprašati kakšnega nevrobiologa, ali bi lahko obstajala tudi človeška botanika, če bi pri človeku zanemarili, da nima cvetov.

Charles Darwin, ki je proučeval tudi rastline, je postavil tako imenovano domnevo root-brain (domnevo, da so korenine nekakšni možgani). Menil je, da bi lahko konica korenin, del, ki mu pravimo meristem, deloval pri rastlinah tako kot možgani pri nižjih živalih, saj sprejema senzorične dražljaje in usmerja gibanje. To domnevo zdaj proučuje kar nekaj raziskovalnih skupin.

xxx

Rastline so dolgo uporabljali tudi za napovedovanje prihodnosti (spomnimo se samo trganja lističev – ljubi me, ne ljubi). To obliko napovedovanja prihodnosti imenujejo botanomancija. Nekateri ljudje dajejo rastline pod blazino, da bi sanjali preroške sanje, ali pa napovedujejo prihodnost z opazovanjem rasti v ta namen posajenih rastlin. Rastline uporabljajo tudi kot nihala, jih namakajo v vodi, sušijo na zraku, ali mečejo v ogenj in potem iz njihove spremenjene oblike razbirajo usodo. Rastline se uporabljajo tudi za napovedovanje vremena.

Vzrok, da so se rastline uporabljale za napovedovanje prihodnosti, naj bi bil v tem, ker so živi organizmi bolj povezani s človekom kot drugi pripomočki za napovedovanje. V Koreji na primer uporabljajo dekleta za napovedovanje prihodnosti nagelj. Dekle si v lase zatakne šopek iz treh nageljnovih cvetov. Če kot prvi uvene najvišji cvet na glavi, pomeni to, da leto ne bo dobro. Če uvene srednji, bo težavno, če pa kot prvi uvene cvet, ki je na glavi najnižje, bo katastrofalno. Če bi gledali samo na to vražo, potem bi lahko hudomušno dejali, da v Koreji ni človeka, ki bi živel srečno.

Objavljeno v reviji AURA št. 307, marec 2017

Fotografija: 123RF