Според Джак Шулц растенията са "просто много бавни животни". А вината изобщо не е липса на разбиране на фундаменталната биология. Шулц е професор в катедрата по растителна наука в Университета на Мисури в Колумбия. Той прекара четиридесет години в изследване на взаимодействията между растенията и насекомите. Той си знае нещата. Вместо това той обръща внимание на общите идеи за нашите братя от твърда дървесина, които според него считаме за почти мебели. Растенията се борят за територия, търсят храна, избягват хищници и ловят плячка. Те са живи, като всяко животно и - като животни - проявяват специално поведение.
„За да сте убедени в това, просто трябва да застреляте бързорастящо растение - тогава то ще се държи като животно“, възхищава се Оливие Хамант, който изучава растения в университета в Лион във Франция. Всъщност, бързото движение улавя удивителния свят на поведението на растенията в цялата му слава.
Растенията изобщо не се движат безцелно, което означава, че трябва да са наясно какво се случва около тях. „Растенията също се нуждаят от сложни сензорни устройства, настроени на променящи се условия, за да реагират правилно“, казва Шулц.
За какво мълчат слънчогледите?
Какво чувстват растенията? Даниел Хамовиц от университета в Тел Авив в Израел смята, че чувствата им не са толкова различни от нашите. Когато Хамовиц реши да напише What a Plant Knows през 2012 г. - в която изследваше преживяванията на растенията, отразени в най-строгите и съвременни научни изследвания - той беше в известна степен удивен.
„Бях много притеснен от отговора“, казва той.
Промоционално видео:
И тревогата му не беше неразумна. Описанията на това как растенията виждат, миришат, усещат и наистина знаят, отекват с книгата „Тайният живот на растенията“, която излезе през 1973 г. за поколението на цветната ера, но съдържаше много малко доказателства. По-специално, тази книга напълно дискредитира идеята, че растенията реагират положително на звуците на класическата музика.
Но изследванията за възприятията на растенията са изминали далеч от 70-те години на миналия век и през последните години се наблюдава рязко изследване на усещанията за растенията. Целта на тази работа е не само да покаже, че „растенията също имат чувства“, но и да зададе въпросите „защо“и „как“растението чувства своята среда.
Колегите на Миссури от Шулц Хайди Апел и Рекс Коккрофт търсят истината за слуховия слух.
„Основният принос на нашата работа е да намерим причината, поради която звукът засяга растенията“, казва Апел. Симфонията на Бетовен едва ли ще привлече вниманието на растение, но подходът на гладна гъсеница е друга история.
В своите експерименти Апел и Коккрофт откриха, че записи на дъвчещите звуци, произвеждани от гъсеници, причиняват растенията да наводнят листата си с химическа защита, предназначена да отблъсква нападателите. „Доказахме, че растенията реагират на екологично значим звук с екологично подходящ отговор“, казва Коккрофт.
Уместността или околната среда е много важна. Консуело де Морес от Швейцарския федерален технологичен институт в Цюрих и колегите му показаха, че в допълнение към способността да чуват приближаващи се насекоми, някои растения могат да ги помиришат или дори миризмата на летящи сигнали, излъчвани от близките растения в отговор на приближаващи насекоми.
Още по-зловеща е демонстрацията от 2006 г., че паразитно растение - лозовият измамник издухва потенциален гостоприемник. Тогава измамникът се извива във въздуха, преплита нещастния собственик и изсмуква хранителни вещества от него.
Изглежда, как тези действия се различават от нашите? Растенията чуват или миришат нещо и след това действат съответно, както и ние.
Но, разбира се, има съществена разлика. „Не знаем колко подобни са механизмите на възприятие на миризмата при растенията и животните, защото не знаем много за механизмите в растенията“, казва де Морес.
Имаме носове и уши. Какво имат растенията?
Липсата на ясни центрове за сензорно въвеждане затруднява разбирането на растителните сетива. Това не е така - фоторецепторите, които растенията използват, за да „видят“, са доста добре разбрани - но полето като цяло със сигурност изисква по-нататъшно проучване.
От своя страна Апел и Коккрофт се надяват да намерят частта или частите на растението, които реагират на звук. Механорецепторните протеини, които се намират във всички растителни клетки, са вероятни кандидати. Те превръщат микрострумите, генерирани от звукови вълни, в електрически или химически сигнали.
Учените се опитват да разберат дали растенията с дефектни механорецептори все още могат да реагират на шум от насекоми. Изглежда растенията нямат нужда от нещо толкова обемисто като ухото.
Друга способност, която споделяме с растенията, е проприоцепцията: „шестото чувство“, което позволява (на някои от нас) да сляпо да пишете, да жонглирате и да знаете къде са различни пространства от тялото ни в космоса.
Тъй като това усещане не е свързано с конкретен орган при животните, а по-скоро разчита на обратна връзка между механорецепторите в мускулите и мозъка, сравнението с растенията ще бъде доста точно. Въпреки че детайлите се различават леко на молекулно ниво, растенията имат и механорецептори, които откриват и реагират на промените в средата им.
„Общата идея е същата“, казва Хамант, който е съавтор на преглед на проучване за проприоцепция през 2016 г. "Досега знаехме, че при растенията това се дължи повече на микротрубовете (структурни компоненти на клетката), които реагират на разтягане и механична деформация."
Всъщност проучване, публикувано през 2015 г., открива прилики, които биха могли да отидат още по-дълбоко и да включват актин - ключов компонент в мускулната тъкан - като участващ в проприоцепцията на растенията. „Има по-малка подкрепа за това“, казва Хамант, „но има доказателства, че са били замесени актинови влакна; почти като мускули."
Тези резултати не са единствените по рода си. Докато изследвали растителните сетива, учените започнали да откриват повтарящи се модели, намекващи за дълбоки паралели с животни.
През 2014 г. екип от учени от университета в Лозана в Швейцария показа, че когато гъсеница атакува растение на Arabidopsis, то тръгва вълна от електрическа активност. Наличието на електрическа сигнализация в растенията далеч не е нова идея - физиологът Джон Бърдън-Сандерсън го предложи като механизъм на действие на мухоловката на Венера през 1874 г., но това, което е наистина интересно, е ролята, която молекулите - глутаматните рецептори играят.
Глутаматът е най-важният невротрансмитер в централната ни нервна система и той играе точно същата роля при растенията с една основна разлика: растенията нямат централна нервна система.
„Молекулярната биология и геномиката ни казват, че растенията и животните са съставени от изненадващо ограничен набор от молекулни„ градивни блокове “, които са доста подобни“, казва Фатима Цверчкова, изследовател от Карловския университет в Прага, Чехия. Електрическата комуникация се разви по два различни начина, всеки път използвайки набор от градивни елементи, които уж предизвикаха разрива между животни и растения преди 1,5 милиарда години.
„Еволюцията доведе до редица възможни механизми за комуникация и макар да можете да ги постигнете по различни начини, долната линия е една и съща“, казва Хамовиц.
Осъзнаването, че подобни прилики съществуват и че растенията имат много повече усет към света, отколкото предполага външният им вид, доведе до редица забележителни твърдения за „растителна интелигентност“и дори даде началото на нова дисциплина. Електрическата сигнализация в растенията беше един от ключовите фактори за раждането на „растителната невронаука“(терминът се използва, въпреки че растенията нямат неврони), а днес има изследователи на растения, които изучават не-растителни области като памет, учене и решаване на проблеми.
Този тип мислене дори накара швейцарските законодатели да напишат наръчник за защита на „достойнството на растенията“- каквото и да означава това.
Докато термини като „растителна интелигентност“и „растителна невронаука“се разглеждат от мнозина като по-метафорични, те са посрещнати с критика. „Мисля, че растенията са интелигентни? Мисля, че растенията са сложни “, казва Хамовиц. И сложността не трябва да се бърка с интелигентността.
По този начин, макар че е много полезно да се описват растенията в антропоморфен план, има ограничения. Опасността е, че можем да мислим за растенията като по-ниски версии на животни, което изобщо не е вярно.
„Ние, които изучаваме растения, с удоволствие говорим за приликите и разликите между растителния и животинския начин на живот, когато представяме резултатите от проучването пред широката общественост“, казва Цверчкова. Но тя също така вярва, че зависимостта от метафорите на животните при описанието на растенията води до проблеми. "Искам да избегна подобни метафори, за да избегна обикновено безплодните дискусии за това дали морковите болят при ухапване."
Растенията са изключително способни да правят това, което правят. Те може да нямат нервна система, мозък или други сложни функции, но ни превъзхождат в други области. Например, въпреки че нямат очи, растения като арабидопсис имат поне 11 вида фоторецептори, докато ние имаме само 4. Това означава, че зрението им е по-сложно от нашето. Растенията имат различни приоритети и сензорните им системи отразяват това. Както Хамовиц отбелязва в своята книга, „светлината за растение не е само сигнал; светлината е храна."
Следователно, въпреки че растенията са изправени пред същите проблеми като животните, сетивни способности са оформени от техните основни различия. „Вкоренеността на растенията - фактът, че те не се движат - означава, че те трябва да са много по-наясно с околната си среда от мен или от вас“, казва Хамовиц.
За да оцените напълно как растенията възприемат света, важно е да промените парадигмата на отношението към растенията. Опасността е, че ако хората сравнят растенията с животните, те ще пропуснат стойността на първите. Растенията трябва да се считат за интересни, екзотични и невероятни живи същества, а не за мебели. И в по-малка степен - източник на човешкото хранене и биогоривата. Това отношение би било от полза за всички. Генетиката, електрофизиологията и откриването на транспозони са само няколко примера за области, започнали с проучвания на растения, които в известна степен се оказаха основни в биологията.
От друга страна, осъзнаването, че може да имаме нещо общо с растенията, може да бъде възможност да признаем, че сме повече растения, отколкото сме мислили, точно както растенията са повече животни, отколкото сме мислили.
„Може да сме по-механистични, отколкото сме мислили“, заключава Хамовиц. Според него тези прилики трябва да намекват за невероятната сложност на растенията, както и за общи фактори, които свързват целия живот на Земята. И тогава ще започнем да ценим единството в биологията.
ИЛЯ КХЕЛ