Rastlinná ríša je oveľa zaujímavejšia, ako by sa nám zdalo. Sprevádza ich povesť nepohyblivých organizmov, ktoré nič nevnímajú a nič necítia. Zdá sa, že rastliny zaznávame, akoby - v ľudskom ponímaní - ani nežili. V poslednom čase však zisťujeme, že rastliny podceňujeme. Sú veľmi aktívne a vnímavé. Cítia bolesť a vnímajú stres. Možno je to viac či menej kontroverzné tvrdenie, ale je možné, že rastliny majú aj vedomie a pravdepodobne samy manipulujú životom vo svojom okolí. Tento článok sa ponorí do fascinujúcej témy vnímania bolesti a stresu u rastlín, preskúma ich komunikačné schopnosti a inteligenciu, a odhalí, ako rastliny aktívne interagujú so svojím okolím.
Rastliny: Aktívni partneri v ekosystéme
Rastlinná ríša, často vnímaná ako pasívna, skrýva v skutočnosti komplexný svet vnemov, komunikácie a reakcií na okolité prostredie. Súčasný svet je uponáhľaný a náročný, a stres sa stáva bežnou súčasťou života nielen ľudí a zvierat, ale aj rastlín. Rastliny majú pamäť a inteligenciu a pri spoločnom vývoji so živočíchmi nie sú pasívnymi obeťami, ale skôr aktívnymi partnermi, niekedy dokonca dominantnými.
V máji 2016 bola vo vedeckom časopise Plant Physiology publikovaná správa, že rastliny sú schopné reagovať na dotyk. Okrem toho vedci začínajú akceptovať a modernými výskumnými prostriedkami potvrdzovať skutočnosť, že rastliny medzi sebou komunikujú chemickou rečou. Komunikácia rastlín prebieha chemickou signalizáciou.
Neuronálny systém rastlín
Skôr než sa ponoríme do hlbších úvah, je dôležité vyjasniť si niektoré základné pojmy. V prípade rastlín nehovoríme o nervovom, ale o neuronálnom systéme. Slovo „neurón“ pochádza zo starej gréčtiny a znamená „rastlinné vlákno“. Väčšina rastlinných buniek má vláknitý tvar. Rastliny prenášajú elektrické, chemické a mechanické vzruchy pozdĺž svojich buniek a orgánov. Polarita ich buniek podmieňuje polaritu rastlinných orgánov. Podstatné je, že bunky sa spojili do trubíc, ktoré sú veľmi aktívne v prenose rôznych látok a živín, ako aj v prenose elektrických akčných potenciálov a hydraulických signálov. Vyššie rastliny majú veľmi efektívny neuronálny systém, ktorý im umožňuje integráciu buniek a orgánov do jednotného fyziologického celku. Neuronálny systém umožňuje rastlinám ich koevolúciu, čiže podmienený vývoj navzájom na seba viazaných organizmov, nielen so živočíchmi, ale aj s ľuďmi, ako je to v prípade tuzemských plodín.
Rastlinný "mozog" a aktívny pohyb koreňov
Výskumy ukazujú, že rastliny majú niečo porovnateľné s mozgom nižších živočíchov. Korene sú oveľa aktívnejšie ako stonky, čo sa týka pohybu. Koreňová špička má totiž dve ohybové zóny, ktoré spolu koordinujú svoje aktivity. Táto koordinácia umožňuje koreňom aktívny pohyb, pripomínajúci pohyb červov alebo hadov. Vďaka tomu korene vyhľadávajú v pôde miesta bohaté na vodu a minerálne živiny a vyhýbajú sa suchým a toxickým miestam. Každý koreň generuje korene nižšieho radu, ktoré vznikajú v určitej vzdialenosti od koreňovej špičky.
Vnímanie a citlivosť rastlín
Rastliny prijímajú veľké množstvo vnemov z okolitého prostredia a dá sa povedať, že sú veľmi citlivé. To je pre ne veľmi dôležité, keďže nemôžu meniť svoje stanovište. Počas evolúcie sa u nich vytvorili veľmi účinné mechanizmy, ktoré im zabezpečujú prežitie, hoci nie sú schopné pohybu. Vnímavosť rastlín je však často podceňovaná.
Poranené rastliny produkujú látky, ktoré pôsobia proti bolesti a zápalom u živočíchov a ľudí a tiež zvyšujú produkciu etylénu, ktorý má znecitlivujúce účinky na zvieratá a ľudí okamžite po vystavení sa stresu alebo po poranení. Tieto zistenia naznačujú, že rastliny by mohli mať niečo ako vnem bolesti - v každom prípade vnímajú negatívne faktory a snažia sa im aktívne vyhýbať.
Rastliny vycítia nebezpečenstvo
Cleve Backster, bývalý špecialista CIA na vypočúvanie, pripojil rastliny na detektor lži v 60. rokoch. Zistil, že rastlinky zahŕňajú pozitívnou energiou toho, kto sa o ne stará a prechováva k nemu vrúcny vzťah. Detektor lži ďalej zaznamenal promptnú odozvu v situáciách, keď Backster testoval reakciu rastlín na negatívne podnety. Všetkým si najprv prešla dnes už slávna dracéna, ktorú mal v kancelárii. Backster zistil, že rastliny reagujú na bolestivé a neohľaduplné zaobchádzanie. Zle znášajú kmásanie či trhanie listov, a to najmä vtedy, keď ich na to pestovateľ neupozorní, alebo zákrok vykonáva niekto necitlivo a bezúčelne.
Prevratné však bolo, keď detektor lži zaznamenal odozvu nielen v prípade, keď k poškodeniu rastliny reálne došlo, ale aj vtedy, keď sa páchateľ k činu ešte len zastrájal. Backster len plánoval zapáliť zápalku a priložiť ju k listu, keď polygraf jasne preukázal, že je rastlina v strese. Na základe podobných pokusov detektor lži zaznamenal rôzne reakcie v súvislosti s inými rastlinami. Slovom - rastlina negatívne prežíva aj hrozbu, ktorá sa týka inej rastliny, či dokonca živočícha, ktorý sa na nej nachádza. Rastliny na hrozbu reagujú podobne ako živočíchy. Zo psychológie známe vzorce reakcií „stuhnutie, boj či útek“ („freeze, fight or flight“) sa podľa záznamov polygrafu týkajú aj rastlín. Pokiaľ nás niečo ohrozí, zväčša v prvom momente stuhneme či zmrzneme a až následne sme schopní zaujať postoj, či sa pred hrozbou vydáme na útek, alebo budeme bojovať. Podobne reagujú aj rastliny, lenže na útek veľa možností nemajú. Detektor lži však zaznamenal, že vo chvíli, keď je rastlina vystavená veľkej hrozbe, stuhne a podľahne panike.
Elektrické experimenty s rastlinami, ktoré počítajú a komunikujú | Greg Gage
Mucholapka obyčajná: Majster dotyku
Medzi botanických veľmajstrov dotyku nepochybne patrí fotogenická mucholapka obyčajná (Dionaea muscipula), ktorá s obľubou rastie na nutrične chudobných pôdach. Aby si zabezpečila dostatočný prísun nevyhnutných prvkov (najmä dusíka a fosforu), ako jediná suchozemská mäsožravá rastlina loví drobné živočíchy prudkým zaklapnutím dômyselnej pasce.
Jej koncové listy sa na tento účel transformovali do dvoch oválnych, naspodu prepojených častí v tvare písmena V, pričom ich horné okraje sú vybavené ostňami (cíliami), pripomínajúcimi zuby hrebeňa. Vnútorný povrch pasce má - vďaka červeným antokyánom - príťažlivú farbu a popri atraktívnom vzhľade láka potenciálnu obeť aj vôňou sladučkého nektáru. Nuž a keď sa nič netušiaca mucha, zvedavý chrobák alebo dokonca malá žabka ocitne medzi nimi, obe polovice náhle a bleskovo zaklapnú, uväzniac tak prekvapenú obeť. Šanca na vyslobodenie je prakticky nulová, pretože „zazipsované“ cílie pascu zvrchu dokonale uzamknú. Rýchlosť cvaknutia je pritom obdivuhodná: mucholapke to nikdy netrvá dlhšie, než tri desatiny sekundy.
Komunikácia a obrana rastlín
Chemická komunikácia
Už sa vie, že si rastliny svojou chemickou rečou vymieňajú relevantné informácie, čo sa týka škodcov či patogénov, teda pôvodcov rôznych ochorení. Nedávno sa zistilo, že agátové stromy v južnej Afrike začali zabíjať antilopy, ktoré ich neúnosne požierali v dôsledku sucha. Ukázalo sa, že postihnuté agáty vylučovali etylén a iné prchavé chemické signálne látky, ktoré pri susedných agátoch spustili poplach.
Niektoré rastliny sú schopné svojich konkurentov dokonca cielene zabíjať. Buď vylučujú toxické látky koreňmi, alebo svojimi nadzemnými prchavými látkami zabránia zatváraniu listových prieduchov susedných rastlín. Zdá sa, že takáto rastlinná agresivita by mohla vysvetľovať, prečo niektoré invazívne rastliny sú natoľko úspešné. Ale aby sme boli spravodliví - na druhej strane sa niektoré rastliny veľmi dobre znášajú. Ukazuje sa, že rastliny sú sociálne organizmy s veľmi komplexnou sociálnou štruktúrou ich komunít.
Vnímanie zvuku, magnetizmu a svetla
V listových prieduchoch rastlín sa zistili nielen receptory na rôzne prchavé látky dôležité pre chemickú komunikáciu, ale aj napríklad na vnímanie oxidu uhličitého. Rastliny sú veľmi citlivé na mechanické vnemy. Vibrácie vzduchu spôsobené našou chôdzou alebo aj rečou vnímajú, ak sú dostatočne blízko.
Nedávno boli zverejnené výsledky experimentu, kde sa génová expresia rastlín menila aj na základe toho, pri akej hudbe boli exponované. Vinič sa ukazuje menej náchylný na patogény a rodí sladšie hrozno, keď sa vystavuje klasickej hudbe. Rastliny vnímajú aj iné fyzikálne parametre - napríklad magnetické pole tým istým senzorom - kryptochrómom - ako sťahovavé vtáky. Rastliny tiež veľmi citlivo reagujú na vystavenie sa elektrickému poľu. Najmä korene sú citlivé a reagujú magneto- alebo elektrotropizmom, pričom sa snažia zmeniť svoju pozíciu v týchto fyzikálnych poliach. Najdôležitejšiu úlohu v živote rastlín však zohráva svetlo a gravitácia.
Pamäť a riešenie problémov
To, že rastliny majú pamäť, je známe už dlhšie. Všetky, ale najmä stresové vnemy, ukladajú a integrujú s cieľom lepšie reagovať na stresy v budúcnosti. Je veľmi dobre známe, že vystavenie rastlín malým stresom ich robí odolnejšími na podobné silnejšie stresy. Rastliny sa v podstate neustále učia a neustále musia robiť rozhodnutia, od ktorých závisí ich prežitie. Rastliny riešia hlavne problémy, ktoré súvisia s ich „prisadnutým“ životným štýlom, ako aj s ich fotosyntézou. Ukazuje sa, že sú schopné predvídať určité stresy a udalosti a pripraviť sa v predstihu tak, že potom ich aj úspešne zvládnu.
Manipulácia a koevolúcia
Vyššie rastliny sú schopné manipulovať hmyzom či inými živočíchmi, zrejme ani ľudí nevynímajúc, s cieľom získať prospech v svojom rozmnožovaní a rozširovaní sa. Rastliny pripravujú takpovediac mimoriadne zložitý koktail z rôznych látok, z ktorých sú mnohé aj neuroaktívne, čiže schopné meniť správanie hmyzu či iných živočíchov, konzumujúcich tieto rastliny.
Celá evolúcia suchozemských rastlín prebehla v úzkej koevolúcii s mykoríznymi hubami, ktoré im pomáhali, a stále pomáhajú, získavať dostatok kritických živín, najmä fosforu, ale aj vody. Alebo v súžití s baktériami, ako sú napríklad Rhizobium a Frankia, ktoré sú dôležité na získavanie dusíka zo vzduchu. Bez týchto aliancií by rastliny neboli schopné opustiť vodné prostredie a premeniť nehostinnú súš na životom prekypujúci suchozemský ekosystém, aký tu máme v súčasnosti.
Stres u rastlín
Rastliny žijú v permanentnom strese a celá ich aktivita sa zameriava na stále lepšie prispôsobovanie sa týmto stresom. Rastliny majú vrodenú imunitu, ktorá sa molekulárne veľmi podobá živočíšnej či našej ľudskej vrodenej imunite.
Príčiny stresu
Stres u rastlín môže byť spôsobený rôznymi faktormi, vrátane:
- Ťažké obdobie rastliny: Celková situácia, ktorá ovplyvňuje rast a výživu.
- Premenlivé počasie: Prudké výkyvy počasia, na ktoré sa rastliny nestihnú aklimatizovať.
- Choroby: Choroby rastlín všetkého druhu, rovnako tak aj plesne alebo vyschnutie.
- Predátory: Rastliny cítia bolesť a dokonca aj nebezpečenstvo.
Reakcie na stres
Ak sa rastlina ocitne v stresovej situácii, jej organizmus jej dá hormonálnu odpoveď. Každá rastlinná bunka je nastavená tak, aby vedela produkovať vlastné hormóny. Rastlinné hormóny majú pod kontrolou celé dianie rastliny, od jej rastu, cez vývoj, reprodukciu až k jej obrane.
Medzi hormóny stresovej reakcie patria:
- Kyselina abscisová: Znemožňuje rast púčikov.
- Kyselina salicylová: Prvotný varovný signál v podobe hormónu.
- Kyselina jasmonová: Vysiela do vzduchu obranné látky, ktoré ochraňujú listy príslušnej rastliny, ale aj iných rastlín.
Genetická obrana
Pri pociťovaní stresu sa rastlina spolieha na komplexný systém ochrany. Bol zistený originálny gén, ktorý vyčnieva z celého komplexu a chráni rastlinu celostne. Jeho názov je SDA1. Gén má malé rozmery, ale podieľa sa súčasne na ovládaní biotického a aj abiotického stresu.
Tepelný stres u konope
Najbežnejším typom stresu u konope je tepelný stres, ktorý vychádza z neadekvátnych teplotných podmienok pestovania.
Prejavy tepelného stresu:
- Žlté a hnedé škvrny na listoch
- Stáčanie listov
- Hnitie koreňa
- Pučanie nových kvetov v dobe zberu
Ako sa vyhnúť tepelnému stresu:
- Adekvátna teplota v izbe
- Správny plán zavlažovania
Inteligencia rastlín a kontroverzie
Veľa o inteligencii rastlín nevieme, keďže podobné otázky sa zatiaľ priamo neskúmajú. Ale keď sa evolúcia rastlín na súši analyzuje z hľadiska orgánov a pletív, ktoré sú dôležité pre rastlinnú neurobiológiu, tak je úplne jasné, že sa vytvárali postupne a stále zvyšovali svoju komplexnosť. Príslušníci niektorých príbuzných vied berú závery a vedecké hypotézy neurobiológie s rezervou, alebo obviňujú z antropomorfizmu, tvrdia, že to všetko je oveľa jednoduchšie, že tu pôsobia rôzne adaptačné mechanizmy a automatizmy a spochybňujú merania.
Komunikácia stromov a lesný ekosystém
Stromy medzi sebou komunikujú, vymieňajú si informácie, dokonca sa dokážu navzájom varovať pred blížiacim sa nebezpečenstvom prostredníctvom chemickej signalizácie a mykoríznych sietí. Les je veľmi komplexný ekosystém, kde vzájomné vzťahy medzi jednotlivými zložkami ktoré ho tvoria vytvárajú akúsi dynamickú rovnováhu ovplyvnenú nielen abiotickými vlastnosťami daného prostredia (množstvo zrážok, teplota, geologický substrát, typ pôdy, dostupnosť vody a pod.), ale aj konkurenčnými či navzájom prospešnými vzťahmi.
Materské stromy a podpora mladých jedincov
Staršie stromy pomáhajú chorým alebo tým, ktoré majú horšie podmienky (menej vody, živín) alebo malým stromčekom tak, že im dodávajú vodu a živiny. Materské stromy zdieľajú svoj nadbytočný uhlík a živiny prostredníctvom mykoríznej siete so sadenicami v podraste, čo môže zvýšiť šance na prežitie mladých jedincov.
Rastliny a vzduch v našich domovoch
Výskumníci z NASA sa v 90. rokoch zamýšľali nad tým, ako prečistiť vzduch v miestnosti inak než len vetraním. Vybrali niekoľko druhov izbových rastlín a sledovali, ako si poradia so vstrebávaním škodlivých látok z prostredia, ako je benzén, formaldehyd, trichlóretylén, xylén a amoniak. Tie sa k vám domov dostanú jednoducho, s novým nábytkom, v kobercoch, náteroch na steny a spôsobujú rôzne zdravotné problémy od dráždenia očí, uší, hrdla až po bolesť hlavy či únavu. Ich niekoľkoročné pozorovanie potvrdilo, že rastliny čistia vzduch od toxických látok a vedia odstrániť až 87 % toxínov v priebehu 24 hodín.
Kvety v črepníkoch sa oplatí postaviť aj na pracovný stôl. Absorbujú oxid uhličitý a škodliviny, ktoré sa uvoľňujú zo stavebného materiálu či kancelárskych prístrojov a „vydychujú“ kyslík. „V interiéroch, kde je umiestnená zeleň, sa zvyšuje vlhkosť vzduchu, znižuje sa prašnosť a hlučnosť, eliminuje sa statické napätie. Človek sa cíti príjemnejšie, ľahšie sa mu dýcha a cíti sa vo väčšej pohode. Kvalitu čistenia vzduchu rastlinami ovplyvňuje najmä úroveň svetla, ktorá podmieňuje proces fotosyntézy. „Zeleň na pracoviskách a v interiéroch domácností znižuje toxíny z priestoru, transformuje ich do svojho koreňového systému a rozkladá ich na základné prvky,“ vysvetľuje Roman Šembera, ako to funguje. Rastliny ako prírodné vzduchové filtre pomáhajú minimalizovať zápach.
Okrem pozitívneho vplyvu na ovzdušie môžeme hovoriť aj o pôsobení izbových rastlín na našu psychiku. „Zeleň podporuje kreativitu a tak zvyšuje pracovný výkon. Výskumy dokazujú, že zeleň umiestnená na pracoviskách znižuje mieru agresivity a stresu a zvyšuje sústredenosť zamestnancov,“ dopĺňa Šembera. Potvrdili to aj vedci z Rutgers University pod vedením Jeannette Haviland-Jonesovej, ktorí skúmali vplyv rastlín na ľudské správanie. Potvrdili, že väzby medzi kvetinami a ich vplyv na emocionálne zdravie existuje. Živé rastliny uvoľňujú napätie mysle, naše zmysly sú fascinované ich vôňou, farba upokojuje a zlepšuje našu pamäť.
tags: #aj #jedlo #citi #bolest