© Igor Stevanovic/AlamyŠto ovi suncokreti "znaju"?
Biljke su, prema Jack C. Schultzu jednostavno "samo vrlo spore životinje".
Ovo nije nerazumijevanje osnovne biologije. Schultz je profesor na Odjelu znanosti o biljkama na Sveučilištu Missouri u gradu Columbia, i proveo je četiri desetljeća u istraživanju interakcija između biljaka i insekata. On doista zna svoj posao.
Ukazuje na problem uobičajenih percepcija koje imamo na naše lisnate rođake, za koje misli da se prečesto smatraju tek dijelom kućnog namještaja. Biljke se bore za teritorij, 'idu u potragu' za hranom, izbjegavaju grabežljivce i hvataju plijen u zamku. One su žive kao i bilo koja životinja, i - kao i životinje - demonstriraju ponašanje.
"Da biste ovoga postali svjesni, trebate napraviti ubrzani film biljke koja raste - tada ćete vidjeti da se ponaša kao životinja," oduševljeno priča Olivier Hamant, botaničar na Sveučilištu Lyon u Francuskoj. Doista, 'time-lapse' kamera otkriva nepoznati svijet ponašanja biljaka u svoj njihovoj veličanstvenosti, što može potvrditi svatko tko je pogledao poznatu sekvencu šumovitog kraja iz serijala Life, autora Davida Attenborougha.
Te biljke se pomiču sa svrhom, što znači da moraju biti svjesne onoga što se događa oko njih. "Kako bi odgovorile pravilno, biljke također trebaju sofisticirane osjetilne instrumente usklađene s različitim uvjetima," tvrdi Schultz.
Dakle, što biljke osjećaju? Pa, ako ćemo vjerovati Danielu Chamovitzu sa Sveučilišta Tel Aviv u Izraelu, to nije baš tako različito od naših osjećanja, kao što biste možda očekivali.
Kad je Chamovitz 2012. godine krenuo pisati svoju knjigu What a Plant Knows - u kojoj je istražio kako biljke doživljavaju svijet putem jednog od najrigoroznijih i najaktualnijih znanstvenih istraživanja - učinio je to s dozom straha.
"Bio sam nevjerojatno nepovjerljiv u svezi reakcije koja bi mogla uslijediti", rekao je.
No, njegova briga nije bila neutemeljena. Opisi sposobnosti viđenja, mirisanja, osjećanja i razumijevanja biljaka u njegovoj knjizi neke mogu podsjetiti na The Secret Life of Plants, popularnu knjigu iz 1973. koja je privukla generacije odgojene na "moći cvijeća", no koja je sadržavala vrlo malo činjenica.
Tvrdnja ove ranije knjige koja se možda najduže održala je temeljito diskreditirana ideja da biljke reagiraju pozitivno na zvuk klasične glazbe.
No istraživanje percepcije biljaka prešlo je dalek put od '70-ih godina, a posljednjih godina je došlo do porasta istraživanja o biljnim osjetilima. Motivacija za ovaj rad nije bila samo pokazati da i "biljke imaju osjećaje", nego da se upitamo zašto, i doista kako, biljka osjeća svoje okruženje.
Tu na pozornicu ulaze Heidi Appel i Rex Cocroft, Schultzovi kolege u Missouriju koji tragaju za istinom o sluhu biljaka.
"Glavni doprinos našeg rada je bio pružiti razlog zašto zvuk utječe na biljke", kaže Appel. Beethovenova simfonija je od male važnosti za biljku, no približavanje gladne gusjenice je sasvim druga priča.
U svojim eksperimentima, Appel i Cocroft su otkrili da snimke zvukova žvakanja koje proizvodi gusjenica uzrokuju da biljke poplave svoje lišće s kemijskom obranom dizajniranom za obranu od napadača. "Pokazali smo da biljke odgovaraju na ekološki relevantan 'zvuk' s ekološki relevantnim odgovorom", kaže Cocroft.
© H. Lansdown/AlamyGusjenice, kao što je ova šareno smeđa gusjenica (Erannis defoliaria), propast su za lišće biljaka.
S prijeteće strane, 2006. godine profesorica je pokazala kako parazitska biljka poznata kao vilina kosa njuši potencijalnog domaćina. Vilina kosa zatim vijuga kroz zrak, da bi se nakon toga omotala oko nesretnog domaćina i izvukla hranjive tvari iz njega.
Konceptualno, nema puno toga što razlikuje ove biljke od nas. One namirišu ili čuju nešto i onda djeluju u skladu s tim, baš kao i mi.
No, naravno, postoji bitna razlika. "Ne znamo zapravo koliko su slični mehanizmi percepcije mirisa kod biljaka i životinja, jer ne znamo mnogo o tim mehanizmima u biljkama", kaže De Moraes.
Mi imamo nos i uši, ali što biljka ima?
© Credit: Nigel Cattlin/AlamyVelika vilina kosa (Cuscuta europaea) zapletena oko svog domaćina, biljke svinjak.
Sa svoje strane, Appel i Cocroft se nadaju da će pronaći dio ili dijelove biljke koji reagiraju na zvuk.
Najvjerojatniji kandidati su proteini mehanoreceptori koji se nalaze u svim biljnim stanicama. Oni konvertiraju mikro-deformacije, one vrste koju zvučni valovi mogu generirati dok zapljuskuju objekt, u električne ili kemijske signale.
Ovi znanstvenici testiraju kako bi vidjeli da li biljke s neispravnim mehanoreceptorima još uvijek mogu odgovoriti na buku insekata. Za biljke, čini se, možda nema potrebe za nečim kao što je ogromno uho.
Druga sposobnost koju dijelimo s biljkama je propriocepcija: "šesto čulo" koje omogućuje (nekima od nas) da tipkamo sa svim prstima bez gledanja u tipkovnicu, žongliramo, i općenito osjećamo gdje se razni dijelovi našeg tijela nalaze u prostoru.
Budući da ovaj osjet nije suštinski vezan uz jedan organ kod životinja, nego se radije oslanja na povratne petlju između mehanoreceptora u mišićima i mozgu, usporedba s biljkama je prikladnija. Iako su detalji na molekularnom nivou malo drugačiji, biljke također imaju mehanoreceptore koji detektiraju promjene u njihovom okruženju i odgovaraju u skladu s tim.
"Sveobuhvatna ideja je ista", kaže Hamant, koautor izvješća iz 2016. o istraživanju propriocepcije. "Do sada, ono što znamo je da u biljkama to više ima veze s mikrocjevčicama (strukturnim komponentama stanice), koje odgovaraju na rastezanje i mehaničke deformacije."
Naime, studija objavljena 2015. godine pokazuje sličnosti koje idu još dublje, ukazujući na ulogu aktina (ključne komponente u mišićnom tkivu) u propriocepciji biljke. "Ovo je manje podržano", kaže Hamant, "ali došli smo do nekih dokaza da su vlakna aktina u tkivu uključena u to; gotovo kao u mišiću."
Ova otkrića nisu jedinstvena. Pošto je istraživanje o biljnim osjetilima napredovalo, istraživači su počeli pronalaziti ponavljajuće obrasce koji upućuju na duboke paralele sa životinjama.
U 2014. godini, tim sa Sveučilišta u Lausanni u Švicarskoj pokazao je da kada gusjenica napada biljku Arabidopsis [talova grbaštica ili mišje uho, op. prev.], ona aktivira val električne aktivnosti. Prisutnost električnog signaliziranja u biljkama nije nova ideja - fiziolog John Burdon-Sanderson je to predložio kao mehanizam djelovanja venerine muholovke već 1874., ali ono što je iznenađujuće je uloga koju molekule zvane 'glutamat receptori' imaju.
Glutamat je najvažniji neurotransmiter u našem središnjem živčanom sustavu, a ima potpuno istu ulogu u biljkama, osim jedne ključne razlike: biljke nemaju živčani sustav.
"Molekularna biologija i genomika nam govore da se biljke i životinje sastoje od iznenađujuće ograničenog skupa molekularnih 'građevnih blokova' koji su vrlo slični", kaže Fatima Cvrčková, istraživač na Sveučilištu Charles u Pragu, Republika Češka. Električna komunikacija se razvila na dva različita načina - prilikom svakog koristeći skup građevnih blokova koji su vjerojatno postojali prije razilaženja evolucijskih puteva životinja i biljaka prije oko 1,5 milijardi godina.
"Evolucija je vodila do određenog broja potencijalnih mehanizama za komunikaciju, i dok možete doći do njih na različite načine, krajnja točka je i dalje ista", kaže Chamovitz.
© Nigel Cattlin/AlamyTalijin uročnjak (Arabidopsis thaliana) koristi električne signale.
Ovakav način razmišljanja je čak doveo do toga da zakonodavaci u Švicarskoj postave smjernice kako bi zaštitili "dostojanstvo biljaka" - što god to značilo.
I dok mnogi smatraju pojmove kao što su "biljna inteligencija" i "neurobiologija biljaka" metaforičkima, i dalje se suočavaju s puno kriticizma, ne i najmanje od Chamovitza: "Mislim li da su biljke pametne? Mislim da su biljke kompleksne." Chamovitz smatra da kompleksnost ne treba miješati s inteligencijom.
Dakle, iako je korisno opisivati biljke u antropomorfnom smislu kako bismo predstavili ideje, postoje granice za to. Opasnost je u tome da bismo mogli završiti gledajući biljke kao inferiorne verzije životinja, što u potpunosti promašuje smisao.
"Mi botaničari rado govorimo o sličnostima i razlikama između biljnog i životinjskog načina života kada prezentiramo rezultate istraživanja biljaka u javnosti", kaže Cvrčková. Međutim, ona misli da oslanjanje na metafore bazirane na životinjama kako bi se opisale biljke nailazi na određene probleme.
"Pokušajte izbjeći (takve metafore), osim ako niste zainteresirani za (obično uzaludnu) raspravu o sposobnosti mrkve da osjeća bol kada je zagrizete."
Biljke su iznimno prilagođene da čine upravo ono što trebaju činiti. Možda im nedostaju živčani sustav, mozak i druge značajke koje povezujemo s kompleksnošću, no one nadmašuju u drugim područjima.
Na primjer, unatoč tome što nemaju oči, biljke kao što je talijin uročnjak posjeduju najmanje 11 vrsta fotoreceptora, u usporedbi s naših mizernih četiri. To znači da je, na neki način, njihov vid složeniji od našeg. Biljke imaju drukčije prioritete, a njihov osjetilni sustav to i pokazuje. Kako je Chamovitz istaknuo u svojoj knjizi: "Svjetlost je za biljke puno više od signala; svjetlost je hrana."
Dakle, dok se biljke suočavaju s mnogim istim izazovima kao i životinje, njihove osjetilne potrebe jednako su oblikovane upravo onim stvarima koje ih zapravo razlikuju. "Ukorijenjenost biljaka - činjenica da su nepokretne - znači da one zapravo moraju biti svjesnije svoje okoline nego vi ili ja", kaže Chamovitz.
Kako bi se doista cijenilo kako biljke percipiraju svijet, važno je da ih znanstvenici i šira javnost cijene zbog onoga što jesu.
"Opasnost za ljude je da ako nastavimo uspoređivati (biljke) sa životinjama mogli bismo ne uvidjeti vrijednost samih biljaka", kaže Hamant.
© Cosmo Condina/AlamyBiljke se možda čine smirenima i tihima, no one nisu ništa od toga.
S druge strane, spoznaja da imamo neke stvari zajedničke stvari s biljkama može biti prilika da prihvatimo da smo više nalik biljkama nego što bismo željeli misliti, kao što su biljke više nalik životinjama nego što obično pretpostavljamo.
"Možda smo više mehanistički nego što mislimo da jesmo", zaključuje Chamovitz. Po njemu, sličnosti nas trebaju upozoriti na iznenađujuću kompleksnost biljaka, te na zajedničke faktore koji povezuju sav život na Zemlji.
"Onda možemo početi cijeniti jedinstvo u biologiji."
Komentar: Pročitajte više o nevjerojatnoj kompleksnosti biljaka: