Listy „křičí“, květiny „slyší“ a stromy v lese komunikují prostřednictvím svého vlastního „internetu“ – stačí vědět, jak nahlédnout do jejich tajného života.
Všichni jsme příliš šovinisté. Považujeme se za vrchol evoluce a rozdělujeme vše živé do hierarchie podle stupně naší blízkosti. Rostliny jsou od nás tak odlišné, že se zdají být tvory, kteří nejsou tak docela živí. Biblický Noe nedostal žádné instrukce ohledně jejich spásy na palubě archy. Moderní vegani nepovažují za ostudné vzít si život a bojovníci proti vykořisťování zvířat se nezajímají o „práva rostlin“. Ve skutečnosti nemají nervový systém, oči ani uši, nemohou se trefit ani utéct. To vše dělá rostliny odlišnými, ale ne méněcennými. Nevedou pasivní „rostlinnou“ existenci, ale vnímají svět kolem sebe a reagují na to, co se kolem nich děje. Slovy profesora Jacka Schultze: “Rostliny jsou jen velmi pomalá zvířata.”
Tajný život rostlin vyšel na světlo z velké části díky knize Petera Tompkinse, která vyšla na počátku 1970. let, v době vrcholícího hnutí New Age. Bohužel se ukázalo, že nebyl oproštěn od mnoha mylných představ pro tehdejší dobu a dal vzniknout mnoha mýtům, z nichž nejznámější byla „láska“ rostlin k vážné hudbě a pohrdání moderní hudbou. „Dýně, přinucené poslouchat rockovou hudbu, se vzdálily od reproduktorů a dokonce se pokusily vyšplhat po kluzké skleněné stěně komory,“ popsal Tompkins experimenty, které provedla Dorothy Retallack.
Nutno říci, že paní Retallack nebyla vědkyně, ale zpěvačka (mezzosopranistka). Její experimenty, reprodukované profesionálními botaniky, neprokázaly žádnou zvláštní reakci rostlin na hudbu jakéhokoli stylu. To ale neznamená, že neslyší vůbec nic. Experimenty čas od času prokazují, že rostliny dokážou vnímat akustické vlny a reagovat na ně – například kořeny mladé kukuřice rostou ve směru zdroje vibrací o frekvenci 200–300 Hz (přibližně od G malé oktávy po D z prvního). Proč se stále neví.
Obecně je těžké říci, proč rostliny potřebují „sluch“, ačkoli v mnoha případech může být schopnost reagovat na zvuky velmi užitečná. Heidi Appel a Rex Cockroft ukázali, že mšice Tal dokonale „slyší“ vibrace vytvářené mšicemi požírajícími její listy. Tento nenápadný příbuzný zelí snadno rozezná takové zvuky od běžných zvuků, jako je vítr, pářící se zpěv kobylky nebo vibrace způsobené neškodnou mouchou přistávající na listu.
Helen Steiner s podporou Microsoftu pracuje na projektu Florence art – systému pro „komunikaci“ s pokojovými rostlinami. Podle plánu mohou být signály přenášeny do rostliny pomocí světla a barvy a reakce může být rozpoznána podle složení uvolněných těkavých látek a podle celkového stavu rostliny. Počítačový algoritmus tyto signály „překládá“ do slov běžné lidské řeči.
Tato citlivost je založena na práci mechanoreceptorů, které se nacházejí v buňkách všech částí rostlin. Na rozdíl od uší nejsou lokalizovány, ale distribuovány po celém těle, jako naše hmatové receptory, a proto nebylo možné okamžitě pochopit jejich roli. Po zaznamenání útoku na něj oddenek aktivně reaguje, mění aktivitu mnoha genů, připravuje se na hojení poškození a uvolňuje glukosinoláty, přírodní insekticidy. Je možné, že rostliny dokonce rozlišují hmyz na základě povahy jeho vibrací: různé druhy mšic nebo housenek způsobují zcela odlišné reakce genomu. Jiné rostliny při napadení uvolňují sladký nektar, který přitahuje dravý hmyz, jako jsou vosy – nejhorší nepřátele mšic. A všichni nutně varují své sousedy: už v roce 1983 Jack Schultz a Ian Baldwin ukázali, že zdravé javorové listy reagují na přítomnost poškozených, včetně obranných mechanismů. Jejich komunikace probíhá v „chemické řeči“ těkavých látek.
Tato opatrnost se neomezuje na příbuzné a dokonce i vzdálené druhy jsou schopny vzájemně „porozumět“ signálům nebezpečí: je snazší společně odrazit nezvané hosty. Experimentálně bylo například prokázáno, že tabák vyvine ochrannou reakci, když jej poškodí pelyněk rostoucí poblíž. Rostliny jako by křičely bolestí a varovaly své sousedy, a abyste tento výkřik slyšeli, stačí k němu dobře „přičichnout“. Zda to však lze považovat za záměrnou komunikaci, je stále nejasné. Možná tímto způsobem rostlina sama vysílá těkavý signál z některých svých částí do jiných a její sousedé pouze čtou její chemickou „ozvěnu“. Poskytuje jim skutečnou komunikaci. “Houbaný internet”
Kořenové systémy vyšších rostlin tvoří úzké symbiotické asociace s myceliem půdních hub. Neustále si vyměňují organické látky a minerální soli. Tok látek ale zřejmě není jediný, který se touto sítí pohybuje. Rostliny, jejichž mykorhiza je izolována od svých sousedů, se vyvíjejí pomaleji a hůře odolávají výzvám. To naznačuje, že mykorhiza také slouží k přenosu chemických signálů – zprostředkovaných a možná dokonce „cenzurovanými“ houbovými symbionty. Tento systém je přirovnáván k sociální síti a často se nazývá jednoduše Wood Wide Web.
Švýcarský startup Vivent nabízí milovníkům rostlin pořízení hotového zařízení PhytlSigns. Čtením slabých elektrických signálů ze stonku nebo listů je převádí na druh hudby, která, jak tvrdí výrobci, umožňuje posoudit stav a dokonce i „náladu“ rostliny.
Všechny tyto „pocity“ a „komunikace“ pomáhají rostlinám najít vodu, živiny a světlo, chránit se před parazity a býložravci a útočit na sebe. Umožňují přebudovat metabolismus, růst a přeorientovat polohu listů – pohybovat se. Chování mucholapky Venuše se může zdát neuvěřitelné: tato rostlina zvířata nejen požírá, ale také je loví. Hmyzožravý predátor ale není mezi ostatní flórou výjimkou. Pouhým zrychlením videozáznamu týdne v životě slunečnice uvidíme, jak se otáčí, aby následovala slunce a jak v noci „usíná“ zakrývá své listy a květy. V rychlém pohybu vypadá rostoucí kořenová špička přesně jako červ nebo housenka lezoucí ke svému cíli.
Rostliny nemají svaly a pohyb zajišťuje růst buněk a tlak turgoru, „hustota“ jejich naplnění vodou. Buňky fungují jako komplexně koordinovaný hydraulický systém. Dávno před videonahrávkami a časosběrnou technologií si toho všiml Darwin, který studoval pomalé, ale zjevné reakce rostoucího kořene na své okolí. Jeho kniha „Pohyb rostlin“ končí slavně: „Stěží lze s nadsázkou říci, že špička kořene, obdařená schopností řídit pohyby sousedních částí, působí jako mozek některého z nižších živočichů. přijímat dojmy ze smyslů a dávat směr různým pohybům.“
Někteří vědci považovali Darwinova slova za další poznatek. Biolog z Florentské univerzity Stefano Mancuso upozornil na zvláštní skupinu buněk na rostoucích špičkách stonku a kořenů, která se nachází na hranici mezi dělícími buňkami apikálního meristému a buňkami elongační zóny, které pokračují růst, ale ne dělit. Na konci 1990. let Mancuso objevil, že aktivita této „přechodové zóny“ řídí růst buněk v elongační zóně, a tím i pohyb celého kořene. K tomu dochází v důsledku redistribuce auxinů, které slouží jako hlavní růstové hormony rostlin.
Stejně jako v mnoha jiných tkáních i v samotných buňkách přechodové zóny vědci zaznamenávají velmi známé změny v polarizaci membrán. Náboje uvnitř a vně nich kolísají, jako potenciály na membránách neuronů. Tak malá skupina samozřejmě nikdy nedosáhne produktivity skutečného mozku: každá přechodová zóna neobsahuje více než několik stovek buněk. Ale i kořenový systém malé bylinky může obsahovat miliony těchto vyvíjejících se špiček. Celkově již poskytují poměrně působivý počet „neuronů“. Struktura této myslící sítě připomíná decentralizovanou distribuovanou síť internetu a její složitost je srovnatelná s mozkem skutečného savce.
Těžko říct, jak moc je tento „mozek“ schopen myslet, ale izraelský botanik Alex Kaselnik a jeho kolegové zjistili, že rostliny se v mnoha případech skutečně chovají téměř jako my. Vědci umístili obyčejný nasazený hrách do podmínek, ve kterých mohl zakořenit v květináči se stabilním obsahem živin nebo v sousedním, kde se neustále měnil. Ukázalo se, že pokud je v prvním květináči dostatek potravy, hrášek mu dá přednost, ale pokud je jí málo, začne „riskovat“ a v druhém květináči vyroste více kořenů. Ne všichni odborníci byli připraveni přijmout myšlenku, že rostliny mohou myslet. Zjevně to více než ostatní šokovalo samotného Stefana Mancusa: dnes je vědec zakladatelem a vedoucím unikátní „Mezinárodní laboratoře rostlinné neurobiologie“ a vyzývá k vývoji „rostlinných“ robotů. Toto volání má svou logiku. Ostatně, pokud úkolem takového robota není pracovat na vesmírné stanici, ale studovat vodní režim nebo monitorovat životní prostředí, nemělo by pak cenu zaměřit se na rostliny, které jsou tomu tak pozoruhodně přizpůsobeny? A až přijde čas začít teraformovat Mars, kdo lépe než rostliny „řekne“, jak vrátit život do pouště. Zbývá zjistit, co si o průzkumu vesmíru myslí samotné rostliny.
Rostliny mají pozoruhodný smysl pro polohu svého vlastního „těla“ v prostoru. Rostlina umístěná na boku se zorientuje a pokračuje v růstu novým směrem, dokonale rozliší, kde je nahoře a kde dole. Tím, že je na rotační platformě, poroste ve směru odstředivé síly. Oba jsou spojeny s prací statocytů, buněk, které obsahují těžké statolitové koule, které se usazují pod gravitací. Jejich poloha umožňuje rostlině správně „cítit“ vertikálu.
Absence mozku a nervového systému rostlinám nebrání vnímat svět kolem sebe, učit se a pamatovat si, komunikovat mezi sebou a reagovat na vnější hrozby. Jsou to složitá a vysoce organizovaná stvoření. Jak říká jeden z předních výzkumníků rostlin Ian Baldwin: „Otázkou není ani tak to, zda jsou rostliny chytré nebo ne, ale zda jsme dostatečně chytří, abychom jim rozuměli.“
V roce 1973 se Tajný život rostlin stal ve Spojených státech bestsellerem. Její autoři tvrdili, že rostliny dokážou odlišit rock od klasické hudby, cítit emoce a telepaticky číst myšlenky jiných lidí. Dýně jako Brahms, Schubert a Beethoven – a pokud zapnete rock’n’roll, zpomalí a snaží se vyhnout reproduktorům.
Podle Petera Tompkinse a Christophera Birda mají rostliny nejen vytříbený hudební vkus, ale dokážou také předvídat budoucnost, vycítit nebezpečí a reagovat na utrpení druhých. Autoři odkazují na experimenty kriminalisty Cleve Baxtera, který zkoumal inteligenci rostlin pomocí polygrafu. Keře dracaen se dostaly do stresu, když se je Baxter chystal zapálit. Rododendron dokázal rozlišit pravdivá tvrzení od nepravdivých. Filodendron sympatizoval s krevetami umírajícími ve vroucí vodě.
Vědci všechna tato pozorování rychle vyvrátili, ale přesto ovlivnili kulturu: lidé začali s rostlinami mluvit a hrát jim Mozarta. Jak zdůrazňuje izraelský biolog Daniel Chamovitz, Tajný život rostlin spíše zpomalil rozvoj vědy o chování rostlin. Každý, kdo začal dělat paralely mezi schopnostmi zvířat a rostlin, byl okamžitě považován za blázna nebo šarlatána.
Je nepravděpodobné, že Ficus bude schopen číst vaše myšlenky a nepropadne depresi, když zapnete black metal. Nyní však víme, že rostliny vnímají gravitaci a elektromagnetická pole, vnímají vlhkost na velké vzdálenosti a čtou gradienty mnoha chemikálií. Komunikují mezi sebou pomocí složitých chemických signálů a podzemních kořenových spojení, odpuzují škůdce a starají se o potomstvo.
Rostliny skutečně mají „tajný život“ a ukázalo se, že je mnohem zajímavější než fantazie Tompkinse a Birda.
Co studuje neurobiologie rostlin?
V roce 2006 skupina 36 vědců oznámila vytvoření nového vědního oboru – neurobiologie rostlin. Jeho účastníci dokazují, že i přes to, že rostliny nemají neurony ani centrální nervový systém, mají vyvinuté intelektuální schopnosti. Rostliny se aktivně přizpůsobují svému prostředí, mají paměť a schopnost se učit – alespoň v zárodku.
Rostliny „myslí“ – samozřejmě ne stejným způsobem jako lidé a zvířata, ale neméně efektivně. Mnoho moderních výzkumníků definuje inteligenci jako schopnost řešit problémy. Pokud s touto definicí souhlasíme, pak musíme uznat, že rostliny jsou velmi inteligentní.
Inteligence je vlastnost života, kterou vlastní i ten nejprimitivnější jednobuněčný organismus. Každá živá bytost je neustále nucena řešit problémy, které se ve skutečnosti příliš neliší od těch, kterým čelíme.
– z knihy Stefana Mancusa a Alessandry Violy What Are Plants Thinking?
Proč je pro nás těžké porozumět rostlinám?
Když semínko opustí strom, spadne na zem a začne klíčit, jeho osud je zpečetěn. Rostliny, na rozdíl od zvířat, jsou navždy svázány se svým stanovištěm. Naše evoluční cesty se již dávno rozešly. První rostliny se objevily před 1200 650 miliony let a první obratlovci se objevili o XNUMX milionů let později. Není divu, že je pro nás tak těžké pochopit život rostlin. Zvolili jsme mobilní strategii existence a rostliny – stacionární.
Aristoteles ve svém pojednání O duši napsal, že živé bytosti se od neživých liší dvěma vlastnostmi – pohybem a pocity. Dvouleté děti by mohly souhlasit s Aristotelem. Jak ukázal psycholog Jean Piaget, děti obdarovávají emoce a vědomí vším, co se hýbe: voda, vítr, kouř, mraky.
Rostliny není tak snadné animovat. Také se pohybují, ale dělají to tak pomalu, že si toho téměř nevšimneme.
Některé sekvoje žijí až 2000 let. Dětství a mládí stromů trvá mnohem déle než naše. I takové aktivní procesy, jako je lámání pupenů a rozvíjení listů, trvají týdny a měsíce. Nervový systém z nás dělá velmi rychlé tvory: signály z mozku do jiných částí těla jsou přenášeny ve zlomku milisekundy. Komunikace mezi rostlinnými buňkami se provádí pomocí vápníku a dalších chemických prvků. Mají také elektrické signály, ale jsou přenášeny mnohem pomaleji – asi centimetr za vteřinu.
Ale rychlost je špatné kritérium pro inteligenci. Pokud by Zemi navštívili mimozemšťané, kteří žijí ultravysokým tempem, pravděpodobně by také usoudili, že lidé se příliš neliší od kamenů nebo rostlin.
Jak indikuje Jeden z nejvýznamnějších výzkumníků rostlinné inteligence, Stefano Mancuso, rostliny mají stejnou sadu smyslů jako lidé: zrak, čich, sluch, chuť a hmatové vjemy (nebo spíše jejich analogy).
A nejméně patnáct dalších, včetně analýzy složení vody a světelného spektra, rozpoznání patogenů, sklonu půdy a magnetických polí.
Právě proto, že tráví celý život na jednom místě, je velmi důležité, aby rostliny dostávaly co nejvíce informací o okolním světě. K tomu nejen interagují se svým stanovištěm, ale také spolu aktivně komunikují. Stejně jako my, i rostliny jsou sociální tvorové.
Jak fungují rostlinná společenstva?
Když žirafa začne jíst akát, během několika sekund zvýší obsah toxických látek v jeho listech. Jihoafrický zoolog Van Halen zjistil, že akácie si vyměňují signály, aby se navzájem varovaly před přiblížením býložravců. Žirafy to chápou, a proto se nepřesouvají k dalšímu stromu, ale pokračují v jídle o sto metrů později.
Mnoho rostlin dokáže rozpoznat nepřítele podle složení slin a v závislosti na tom zvolit obrannou strategii.
Akát se naučili naverbujte mravence, abyste se chránili před housenkami a hmyzem. Výměnou za sladký nektar mravenci hlídkují ve větvích stromu a eliminují možné hrozby. Rostlina přidává do nektaru neuroaktivní látku, na které se mravenci stanou závislými, jako by to byla droga.
Rostliny přenášejí své signály nejen vzduchem, ale i pod zemí. Kanadská ekoložka Susan Simard zjistila, že stromy na velké vzdálenosti jsou navzájem propojeny podzemními houbovými sítěmi. Kořeny stromů a houby mezi sebou vytvářejí symbiotický vztah – mykorhizu. Prostřednictvím této rozsáhlé sítě si stromy vyměňují vodu, cukr, draslík a další živiny a také se navzájem varují před nebezpečím.
Simard zjistil, že stromy dokážou rozlišit příbuzné druhy od nepříbuzných. Mateřské stromy vytvářejí rozsáhlejší spojení se svými potomky, přenášejí na ně více uhlíku a dokonce brzdí růst kořenů, aby jejich děti měly více prostoru. Stromy často podporují své příbuzné, kteří trpěli nemocí nebo útoky býložravců. Živením mykorhizou může rostlina přežít, i když úplně ztratí listy.
Rostliny vzájemně propojují distribuované sítě – jakýsi podzemní internet.
Ale to není vše: každý závod je také sítí. Jak vysvětluje Stefano Mancuso, rostliny mají na rozdíl od zvířat modulární strukturu – nemají nenahraditelné orgány. Připravte rostlinu o 90 % jejích částí a nemusí nutně zemřít.
Absence nervového systému a centrální kontroly činí rostliny velmi odolnými organismy. Internet je navržen přesně podle těchto zásad. Z Mancusova pohledu rostliny před mnoha miliony let vynalezly naši svobodnou a decentralizovanou budoucnost.
Mají rostliny inteligenci?
Rostliny vědí, jak se učit. Po zvláště suchém roce začnou stromy šetřit vodou, i když je jí aktuálně dostatek. Některé rostliny mají něco podobného jako podmíněné reflexy. Monica Gagliano studovala mimózu, která na dotek reaguje skládáním listů. V pravidelných intervalech na ně kapala voda: padající kapky nejprve způsobily sevření listů, ale po nějaké době přestaly. Mimosa si „uvědomila“, že voda pro ni nepředstavuje nebezpečí. Tato reakce přetrvávala i po 28 dnech, kdy byl experiment opakován.
Pokud mají rostliny paměť, pak se musí někde hromadit. Ale kde, když ne v mozku?
Charles Darwin ve své poslední práci „The Capacity of Movement in Plants“ navrhl, že mozkovou funkci rostlin vykonávají kořeny. Vědí, jak se vyhýbat překážkám, aniž by do nich naráželi, a vnímají zdroje vlhkosti a výživných látek na dálku. Vždy najdou nejkratší a optimální cestu růstu, umějí rozeznat užitečné houby od škodlivých, příbuzné rostliny od cizích. Je také nejtrvanlivější částí rostlin.
Staffano Mancuso a František Baluška objevili citlivé struktury na koncích kořenů, kde dochází k nejvyšší spotřebě kyslíku.
Zde vznikají speciální elektrické impulsy, připomínající impulsy v nervových buňkách. Kořeny dokonce obsahují neurotransmitery, i když není jasné, jaká je jejich funkce. Problém je ale v tom, že každá rostlina má miliony kořenů – nic jako centralizovaný nervový systém.
Rostliny nejsou malí zelení muži zahrabaní v zemi. Spíše připomínají kolonii mravenců nebo včel. Jednotlivá včela není inteligentní, ale společně vykazují vysoce inteligentní a komplexní chování. Každá rostlina je kolonie kořenů a listů.
Rostliny si dokázaly vyvinout velmi odolné a účinné adaptační mechanismy svému přirozenému prostředí. Abychom je poznali jako inteligentní bytosti, není vůbec nutné vybavovat rostliny sebeuvědoměním a abstraktním myšlením.
Jak žít v míru s rostlinami
V reakci na výzkum chování rostlin začali někteří filozofové a biologové redefinovat pojem inteligence. V roce 1984 chilští vědci Humberto Maturana a Francisco Varela přirovnali myšlení k vnímání a sebeorganizaci. Pokud mají pravdu, pak každá živá bytost má inteligenci. I bakterie o svém prostředí něco vědí, jinak by v něm prostě nemohly přežít.
Rostliny tvoří asi 99 % hmoty zemské biosféry. To naznačuje, že se stali velmi dobrými v řešení problémů přežití. Rostliny se bez nás snadno obejdou, ale my bez rostlin nemůžeme žít.
Spisovatel sci-fi Peter Watts v románu Falešná slepota zobrazil mimozemšťany, kteří jsou mnohem lepší než lidé v technickém a intelektuálním rozvoji, ale kteří si neuvědomují sami sebe. Jejich civilizace je obrovský úl. Rostliny mají stejnou vlastnost a ještě alespoň jednu výhodu – nebudou se nás snažit zničit.
Pro lidi je těžké porozumět životu rostlin, protože je velmi odlišný od toho našeho. Ale zbavit rostliny intelektuálních schopností jen proto, že nemají nervový systém, znamená upadnout do nepřijatelného zoocentrismu, říká filozof Michael Marder. Inteligence nevzniká v žádném konkrétním bodě, ale je distribuována po celém evolučním stromu. Než odmítneme existenci rostlinné inteligence, měli bychom se pokusit pochopit, co si o ní myslí samotné rostliny.
V roce 2008 švýcarský federální výbor pro etiku biotechnologie uznáno úmyslné poškozování rostlin je morálně nepřijatelné.
Myslí si lidé ve Švýcarsku, že je čas připravit vegany o jejich poslední jídlo? Stěží. Jde spíše o snahu upozornit na to, že rostliny existují nejen proto, aby uspokojovaly naše potřeby. Mají svůj vlastní život, o kterém toho stále moc nevíme.
