Zielony alfabet – o czym „rozmawiają” rośliny?

Rośliny, podobnie jak ludzie i zwierzęta, potrafią się ze sobą komunikować. I to na różne sposoby.

istockphoto

Jedna z najbardziej charakterystycznych scen kultowego filmu Petera Jacksona „Władca Pierścieni – Dwie Wieże” przedstawia dwóch hobbitów uciekających przed żądnymi krwi orkami. Hobbici wbiegają do pradawnego lasu Fangorn i w desperacji wdrapują się na jedno z drzew. Nagle, ku ich zaskoczeniu i przerażeniu, okazuje się, że w majestatycznym pniu otwierają się oczy i usta, a drzewo potrafi mówić w zrozumiałym dla nich języku. Wyglądający jak drzewa Tolkienowscy entowie reprezentują różne gatunki i potrafią rozmawiać ze sobą, choć zdecydowanie nie nadużywają tej umiejętności, wykorzystując mowę wyłącznie do poruszania najważniejszych dla lasu spraw. Wizja magicznych entów jest oczywiście kreacją powstałą w wyobraźni angielskiego pisarza. Jednak – co pokazują odkrycia ostatnich lat – nie całkiem oderwaną od rzeczywistości. Przybywa bowiem kolejnych dowodów potwierdzających tezę, że nie tylko ludzie czy zwierzęta, ale także rośliny potrafią komunikować się między sobą.

Tak, tak – rośliny mają swój własny język, a nawet języki, które pozwalają im przekazywać ważne informacje przedstawicielom innych roślinnych gatunków. I chociaż jesteśmy dopiero na początku przygody, jaką jest odkrywanie tych języków, wiemy już o nich całkiem sporo.

Zielone pogaduszki

O czym rozmawiają rośliny? Raczej nie są to ploteczki na temat ubarwienia płatków kwiatu z sąsiedniej łąki. Z tego, co wiemy dzisiaj, treścią komunikacji w świecie flory jest wszystko to, co pozwala roślinom przetrwać potencjalne niebezpieczeństwo. Informacje mogą dotyczyć żerujących na łące szkodników czy przebiegających przez kwiaty ludzi. Rośliny, nie posiadając zdolności ucieczki, muszą inaczej zabezpieczyć się przed zagrożeniem – wykorzystują tu mechanizmy „stacjonarne”.

Innym ważnym tematem roślinnych „pogaduszek” jest nadchodząca zmiana pogody: gwałtowne opady deszczu, wichura czy upał z suszą stanowią dla nich poważne zagrożenie i im wcześniej niebezpieczeństwo zostanie zdiagnozowane, tym większa jest szansa na przetrwanie.

Ale czy międzyroślinna komunikacja dotyczy tylko tych najprostszych spraw? Zdaniem Moniki Gagliano z Uniwersytetu Australii Zachodniej – niekoniecznie. W ciągu ostatniej dekady badaczka opublikowała serię artykułów sugerujących, że rośliny nie tylko przekazują sobie najprostsze informacje, ale również potrafią uczyć się i zapamiętywać, choć proces ten zachodzi zupełnie inaczej niż w świecie zwierząt, gdzie za te umiejętności odpowiada wysokorozwinięty mózg.

Podziemny alfabet Morse’a?

Gagliano wraz ze swoim zespołem już w 2012 r. opisała odkrycie specyficznych odgłosów klikania, jakie miały wydawać korzenie obserwowanych roślin. Do eksperymentu wykorzystano precyzyjny wibrometr laserowy, który pozwolił na wykrycie dźwięków mających swoje źródło w korzeniach. Aby uniknąć ryzyka, że dźwięk pochodzi z otoczenia, a nie bezpośrednio z korzeni, rośliny zanurzono w warunkach laboratoryjnych w pojemniku z nieruchomą wodą.

Kolejne badanie, przeprowadzone pięć lat później przez ten sam zespół, doprowadziło do wniosku, że korzenie roślin odbierają subtelne bodźce akustyczne pochodzące z wibracji wody, dzięki czemu potrafią lepiej ukierunkować rozwój systemu korzeniowego w stronę, gdzie woda się znajduje.

Inne eksperymenty pokazały, że dźwięk żerujących gąsienic stymuluje rośliny do zwiększonej produkcji związków chemicznych, które mają odstraszyć wygłodniałe insekty.

Tezę Gagliano o odbieraniu przez rośliny sygnałów dźwiękowych potwierdzają, jak się wydaje, obserwacje izraelskich naukowców, którzy opisali mechanizm zwiększonej produkcji cukru w nektarze w odpowiedzi na bzyczenie pszczoły. Z kolei badacze z chińskiego Centrum Badań nad Fizyczną Inżynierią Rolniczą w Quindao utrzymują, że skonstruowali urządzenie, które falami dźwiękowymi stymuluje rośliny uprawne do zwiększonego owocowania bez użycia nawozów.

Te badania nie świadczą jeszcze jednoznacznie o przekazywaniu informacji przez jedną roślinę drugiej, a jedynie o odbieraniu bodźców dźwiękowych. Jednak już znany mechanizm, w którym korzenie sąsiadujących roślin przekazują sobie informacje o dostępności wody i minerałów, wykorzystując do tego strzępki występujących w glebie grzybów, pokazuje, że flora nie tylko odbiera sygnały, ale i tworzy proces, który możemy nazwać komunikacją między organizmami.

Chemiczne interakcje

Jedną z metod przekazywania informacji między roślinami jest emitowanie określonych związków chemicznych. Przykład takiej reakcji udokumentowali w ostatnim czasie, rejestrując ją na filmie, japońscy badacze pod kierunkiem profesora Masatsugo Toyoty z Uniwersytetu Saitama.

Rośliny są otoczone niewidzialną gołym okiem mgiełką substancji, których stężenie i skład zmieniają się w razie zagrożenia. Ich zwiększona intensywność nie tylko odstrasza naturalnych wrogów, ale również pozwala ostrzec niezaatakowanych sąsiadów. W eksperymencie prof. Toyoty główne role odegrały zaatakowany przez gąsienice pomidor i nietknięty przez insekty okaz rzodkiewnika pospolitego. Obie rośliny zmodyfikowano tak, aby posiadały cechy fluorescencyjne widoczne w specjalistycznym nagraniu.

W czasie obserwacji zauważono, że uszkodzone liście pomidora emitują zwiększoną ilość jonów wapnia. Gdy takie podwyższone stężenie wapnia dotarło do liści rzodkiewnika, ten uruchomił swoje mechanizmy obronne, i to pomimo faktu, że komunikat nadała roślina należąca do innego gatunku. Wart zauważenia jest fakt, iż sygnalizacja wapniowa jest również wykorzystywana w systemie ostrzegania komórek człowieka.

Elektryczna sieć społecznościowa

Swój wkład w badanie nad komunikacją w świecie roślin mają też polscy naukowcy ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Zespół profesora Stanisława Karpińskiego opisał zjawisko nazywane Sieciową Nabytą Aklimatyzacją. Ten mechanizm pokazuje, że przekazywanie informacji między roślinami ma charakter globalnej sieci komunikacyjnej – czegoś na wzór znanych nam wszystkim sieci mediów społecznościowych. W sieci tej informacja jest przekazywana za pomocą impulsu elektrycznego rozprzestrzeniającego się w tempie kilku centymetrów na sekundę. Wolno? Znacznie szybciej niż działanie mechanizmu wykorzystującego emisję związków chemicznych. Gdy na łące zraniony zostaje pojedynczy kwiat, wysyła on po swojej powierzchni impuls elektryczny, który odbierają liście sąsiedniej rośliny. Ta przekazuje sygnał dalej, kolejnym sąsiadom. To ostrzeżenie, że wróg jest blisko.

Polscy badacze zarejestrowali ten mechanizm na filmie, na którym podrażniony drucikiem mlecz pobudził do obrony sąsiedniego mlecza, a ten z kolei wysłał ostrzeżenie rosnącej obok mimozie, która również w odruchu obronnym zwinęła liście.

Roślinna inteligencja?

Te i inne, coraz liczniejsze badania, pokazują, że rośliny wytworzyły systemy przekazywania informacji, dla których nawet różnice gatunkowe nie stanowią bariery. Jeszcze niedawno rozważania na temat możliwości komunikacyjnych roślin wydawały się zagadnieniem z zakresu literatury pięknej i fantastyki. Z czasem świat nauki podjął się poszukiwania odpowiedzi na pytanie, czy rośliny – podobnie jak zwierzęta – mają swój język. Dziś nie mamy już wątpliwości na temat tego, że również flora posiada zdolność przekazywania sobie ważnych informacji. W dodatku dzieje się to na różne sposoby.

I chociaż wciąż w tej kwestii zdecydowanie więcej jest przed nami zakryte niż odkryte, to już wśród zajmujących się tematem badaczy toczy się debata, jak rozległy jest zakres wymiany informacji między roślinami, a nawet nieśmiało rodzi się wykraczające znacznie dalej pytanie: czy jeśli rośliny potrafią się ze sobą komunikować, to możemy uznać, że są organizmami, które charakteryzuje w jakimś stopniu inteligencja? Dziś oczywiście nasza wiedza jest jeszcze zbyt skromna, by na nie odpowiedzieć. Ale kto wie, czego dowiemy się dzięki dalszym badaniom! Wielokrotnie zaskakiwały nas odkrycia, które dowodziły, że to, co kiedyś nie mieściło się nawet w wyobraźni, może okazać się rzeczywistością.