Cywilizacja

Uczą się, wymieniają się informacjami i pamiętają dłużej niż niejeden owad. Czy manipulują też ludźmi?

Mózgi ludzi i pszczół działają podobnie. Badania wykazały, że niektóre rośliny wzbogacają swój nektar w niewielkie ilości kofeiny, by poprawić pszczołom pamięć. Co ciekawe, do tych gatunków zaliczają się kamelia (herbata), kakaowiec i kola – wszystkie uprawiane przez człowieka.

Koniec świata wegan. Rośliny czują ból, rozpoznają swych krewnych i wspierają ich

Biorąc to pod uwagę, przyjdzie nam chyba z głodu gryźć kamienie…

zobacz więcej
Pod koniec 2011 roku jasnożółte ziarna kukurydzy zdecydowały się przerwać milczenie za pomocą sygnałów wibracyjnych. Pierwsze kiełki rozmowy wypuściły w uniwersyteckim laboratorium, w samym sercu jednej z wiodących globalnych potęg kolonialnych, a ich donośne, ćwierkające roślinne kliknięcia dotarły do naszych uszu i zostały nagrane przez czuły laserowy sprzęt naukowy w Bristolu w Anglii. (…)

Jej głos, cudownie nieoczekiwany niby rzadki kwiat rozwijający się poza sezonem, uświadomił nam istnienie nowego pola percepcyjnego rozciągającego się poza zawłaszczeniem i sprawowaniem dozoru, wizję niehierarchicznego współuczestnictwa
.

Takim językiem opisuje swoje osiągnięcia Monica Gagliano, ekolog ewolucyjny z University of Sydney i autorka książki „Thus spoke the plant” wydanej w ubiegłym roku (pisaliśmy już o tym w Tygodniku TVP w tekście „Koniec świata wegan. Rośliny czują ból, rozpoznają swych krewnych i wspierają ich”).

Ciekawie będzie śledzić dalsze osiągnięcia młodej badaczki, szczególnie że pisała książkę częściowo pod wpływem środków odurzających. Oczywiście naturalnych i roślinnych.
Na dotyk i wstrząsy mimoza reaguje składaniem liści. Fot. Valery Sharifulin\TASS via Getty Images
O ile jednak jej wynurzenia na temat „osoboroślin” (sic!) budzą w świecie naukowym mało pochlebne komentarze, o tyle nawet krytycy przyznają, że badania Gagliano spełniały kryteria naukowości. A dotyczyły pasjonującego przedmiotu – zdolności poznawczych roślin.

Mimoza reaguje na dotyk i wstrząsy składaniem liści. Gagliano zrzucała doniczki z niewielkiej wysokości, by sprawdzić, czy z czasem reakcja na bodziec osłabnie. I tak się stało: po siedmiu-ośmiu powtórzeniach mimozy przestały reagować. Kiedy jednak potrząśnięto nimi w poziomie, liście natychmiast znowu się złożyły. Co więcej, zróżnicowane reakcje utrzymały się, gdy eksperyment powtórzono po ponad czterdziestu dniach.


Jak pisze Stefano Mancuso, współpracownik Gagliano, można to uznać za argument świadczący, iż rośliny nie tylko się uczą, ale i pamiętają – w dodatku dłużej niż niejeden owad. Mancuso cytuje badania z 2016 roku sugerujące, że jakąś rolę odgrywa w tym epigenetyka, a zatem (odkryty również stosunkowo niedawno) proces modyfikacji aktywności genów przez czynniki środowiskowe.

Jeden osobnik czy szereg klonów?

U zwierząt sprawa jest prosta: mamy odrębne, mogące się ze sobą komunikować osobniki wyposażone w układ nerwowy (zwykle z mózgiem) i narządy zmysłów.

Z tej perspektywy u roślin wszystko stoi na głowie. A to dlatego, że ewolucyjnie przypadła im zupełnie inna ścieżka rozwoju. Dzięki samożywności nie musiały gonić pożywienia, z kolei osiadły tryb życia sprawił, że od pół miliarda lat niezależnie szlifują alternatywne wobec zwierząt techniki przetrwania. Z doskonałym skutkiem: według szacunków z 2018 roku rośliny tworzą 80 proc. biomasy świata, podczas gdy zwierzęta lokują się dopiero na 5 miejscu, za bakteriami i grzybami.
Odrębności zaczynają się już na poziomie definicji jednostki. Indywidua w zasadzie istnieją – każdy widział dąb czy marchewkę – ale co powiedzieć o trawie albo poziomce? Jeśli akurat rozmnożyła się przez rozłogi (czyli wegetatywnie), stanowi szereg połączonych ze sobą klonów – a może to wciąż jeden osobnik o budowie sekwencyjnej? Nieistotny wyjątek?

Źródło: Forest Service/YouTube

W amerykańskim stanie Utah, w parku narodowym Fishlake rośnie tzw. Pando – rozciągający się na obszarze 43 hektarów i liczący 40 tysięcy drzew zagajnik topól osikowych (Populus tremuloides). Ponieważ od ostatniego zlodowacenia przed 10 tys. lat ten gatunek rozmnaża się wyłącznie wegetatywnie, zagajnik należałoby traktować jako jednego osobnika. Co potwierdzają badania genetyczne oraz wiek systemu korzeniowego.

Odkryto nową formę życia na Ziemi! Ba – całe nowe królestwo! Osobną gałąź, która zmienia Drzewo Życia

Sam okaz, wolno żyjący w błocie drapieżnik, otrzymał nazwę na cześć pewnego ogra imieniem Kukwes.

zobacz więcej
Również bariera międzygatunkowa w wypadku roślin nie jest nieprzekraczalna. Egzemplarze różnych gatunków, lecz należące do tego samego rodzaju można łączyć w miarę swobodnie – np. zaszczepić migdałowiec na śliwie. Od jakiegoś czasu wiadomo, że zraz i podkładka wymieniają się materiałem genetycznym – to tzw. transfer poziomy genów. W 2012 roku prof. Ralf Bock z Instytutu Fizjologii Molekularnej Roślin im. Maxa Plancka w Poczdamie odkrył, że taka wymiana jest też możliwa między obcymi gatunkami, jeśli zetkną się ze sobą i zrosną, jak zdarza się niekiedy w lesie.

Człowiek z ucha nie odrośnie

Jak ochronić narządy odpowiedzialne za kluczowe funkcje życiowe, kiedy nie można uciec przed napastnikiem? Nie tworzyć ich w ogóle.

Cytowany już Mancuso w swojej pasjonującej (choć znacznie bardziej konwencjonalnej niż dzieło Gagliano) książce „Rewolucyjny geniusz roślin” zachwyca się walorami roślinnej decentralizacji. Struktura oparta na niezależnych od siebie, w pełni funkcjonalnych modułach doskonale sprawdza się wobec zagrożeń: roślina bez problemu potrafi się odtworzyć z zachowanego niewielkiego fragmentu; człowiek z ucha raczej nie odrośnie.

Ale to nie wszystko. Niezależne od siebie moduły znakomicie pozwalają zbadać otoczenie w sposób tani, szybki i skuteczny. A to wiedza bezcenna w wypadku organizmów, które nie mogą w dowolnym momencie wyruszyć w drogę.
Układ korzeniowy to roślinny internet. Pozwala wymieniać substancje odżywcze oraz sygnały chemiczne również między roślinami różnych gatunków. Na zdjęciu: Park Narodowy Litchfield położony na obszarze Terytorium Północnego w Australi. Fot. Auscape/Universal Images Group via Getty Images
Układ korzeniowy, bo on w znacznej mierze spełnia tę funkcję – to największa część rośliny. Wobec jego złożoności technologia ponosi sromotną porażkę; jak pisze Mancuso, nie istnieją nawet oszacowania co do tego, ile stożków wzrostu może mieć wyrośnięte drzewo – brak po prostu urządzenia, które potrafiłoby to zmierzyć. Wiadomo jedynie, że w centymetrze sześciennym gleby mieści się ich ponad tysiąc. A stożki wzrostu to zarazem próbniki, badające skład otoczenia, i dłuta potrafiące się wcisnąć w najdrobniejszą skalną szczelinę, by w razie potrzeby rozsadzić ją z siłą do 3 mPa.

Roślinny internet

Około 90 proc. gatunków roślin wchodzi w symbiozę z grzybami mikoryzowymi. Powstają w ten sposób sieci mogące objąć np. cały las. Korzyści są wielostronne; rośliny nie tylko zyskują lepszy dostęp do substancji odżywczych, lecz również nawiązują kontakt z osobnikami własnego gatunku, dzięki czemu mogą przesyłać substancje odżywcze swoim siewkom.
Tzw. roślinny internet ma jednak szerszy zasięg. Jak ustaliła Suzanne Simard na przykładzie amerykańskich daglezji i brzóz papierowych, pozwala wymieniać substancje odżywcze oraz sygnały chemiczne również między roślinami różnych gatunków. Lub fundować niemile widzianym przybyszom falę szkodliwych związków.

Międzygatunkowa wymiana informacji przebiega także nad ziemią – i też ma charakter chemiczny. Wiele roślin pod wpływem stresu wydziela tzw. biogenne lotne związki organiczne (BLZO), np. jasmonian metylu, informujące sąsiednie organizmy w czasie rzeczywistym o nadciągającym zagrożeniu. To, że chodzi tu o przekaz informacji, świadczą reakcje sąsiadów: zaczynają wytwarzać toksyny i grubsze ściany komórkowe, dzięki którym stają się niesmaczne, a nawet trujące dla napastników.

Symbioza czy kontrola?

Sygnały chemiczne roślin działają na znacznie szerszą skalę. Fasola limeńska zaatakowana przez przędziorka chmielowca zaczyna wabić zapachem innego roztocza, dobroczynka szklarniowego (ach, ta nomenklatura entomologiczna!) żywiącego się przędziorkami.
Pszenica, kukurydza i ryż zapewniły sobie opiekę, o jakiej przeciętny ziemski organizm może tylko pomarzyć. Na zdjęciu: pole kukurydzy w Chinach. Fot. Liu Changsong/VCG via Getty Images
Manipulowanie zachowaniem zwierząt przybiera znacznie bardziej wyrafinowane formy, jak w wypadku afrykańskich akacji i mrówek. Roślina wabi te owady tzw. nektarem pozakwiatowym, zyskując ochronę przed szkodnikami, nawet wielkości… żyrafy. Oraz usuwają wszystko, co próbuje wyrosnąć bliżej niż w odległości metra od akacji.

Bardziej szczegółowe badania wykazały, że nektar akacji, oprócz cukrów i związków odżywczych, zawiera substancje wpływające na poziom agresji (np. GABA) oraz najzwyczajniej uzależniające, jak nikotyna czy kofeina. I w zależności od potrzeb dawkują je tak, by sprowokować mrówki do określonych zachowań, np. podwyższonej agresji.

Zresztą światową karierę kawy da się wytłumaczyć podobnym mechanizmem. Tak się składa, że mózgi ludzi i pszczół działają bardzo podobnie. Badania Geraldine Wright z Uniwersytetu Newcastle z Anglii wykazały, że niektóre rośliny wzbogacają swój nektar w niewielkie ilości kofeiny, by poprawić pszczołom pamięć. Co ciekawe, do tych nielicznych gatunków zaliczają się kamelia (herbata), kakaowiec i kola – wszystkie uprawiane przez człowieka.

Inteligencja rozproszona

W tym kontekście przestaje dziwić, że Mancuso proponuje spojrzenie na historię ludzi i roślin jako na dzieje wykorzystania gatunku ruchliwego, lecz niezbyt lotnego, przez skutecznych manipulatorów.

Może powodować raka lub wpływać na nasz mózg. Glifosat, Monsanto i nierychliwy sąd

Sugerowano jego związek z chorobą Parkinsona, depresją, autyzmem i nowotworami. Jego pozostałości są wszędzie: w glebie, wodzie pitnej, ziarnie siewnym i jedzeniu. Na zachodzie Europy bywa stosowany… na obszarach chronionych.

zobacz więcej
Wystarczy przypomnieć, że 60 proc. kalorii zużywanych obecnie przez ludzi pochodzi od zaledwie trzech gatunków. Pszenica, kukurydza i ryż, bo o nich mowa, zajmują olbrzymie obszary na wszystkich kontynentach i zapewniły sobie opiekę, o jakiej przeciętny ziemski organizm może tylko pomarzyć.

„Niełatwo przyzwyczaić się do myśli, że większość organizmów żywych, w dodatku niemających mózgu, też potrafi podejmować decyzje, rozwiązywać problemy i dopasowywać się do stale zmieniających się warunków otoczenia. Tylko że to właśnie robią rośliny. Zawierzają zbiorowej inteligencji (…), dla której nie ma najmniejszego znaczenia, czy dany organizm dysponuje mózgiem, czy też nie” – przekonuje.

Wygląda na to, że ma rację, ale zarazem jasno ukazuje, dlaczego w przewidywalnej przyszłości raczej nie porozmawiamy z kukurydzą bez środków zmieniających percepcję.

– Hanna Pasierska

TYGODNIK TVP, ul. Woronicza 17, 00-999 Warszawa. Redakcja i autorzy

Źródła:

• Andrea Morris, A mind without a brain: The science of plant intelligence takes root. Forbes, 09.05.2018. https://www.forbes.com/sites/andreamorris/2018/05/09/a-mind-without-a-brain-the-science-of-plant-intelligence-takes-root/.
• Y.M. Bar-On, R. Milo, The biomass distribution on Earth, 19.06.2018, https://pnas.org/content/115/25/6506 .
• Stefano Mancuso, Rewolucyjny geniusz roślin. Jak i dlaczego roślin zmienią naszą przyszłość, Wydawnictwo Bukowy Las, 2018.
• Monica Gagliano, Thus spoke the plant, North Atlantic Books, 2018.
• Kathleen McAuliffe, Pasożyty w twoim mózgu. Jak małe stworzenia manipulują naszym zachowaniem, Wydawnictwo Czarna Owca, Warszawa 2018. Genetic information migrates from plant to plant, 02.02.2012, www.mpg.de/5010542/genetic_information_plants.
• Jing Wang, Libo Jiang, Rongling Wu, Plant grafting: how genetic exchange promotes vascular reconnection, 19.12.2016, www.nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.14383
• Monika A. Gorzelak, Amanda K. Asay, Brian J. Pickles, Suzanne Simard, Inter-plant communication through mycorrhizal networks mediates complex adaptive behaviour in plant communities, AoB Plants 7 (1), 2015, https://www.researchgate.net/publication/276412552_Inter-plant_communication_through_mycorrhizal_networks_mediates_complex_adaptive_behaviour_in_plant_communities .

Zobacz więcej
Cywilizacja Poprzednie wydanie
Nowa Jałta nie jest potrzebna
Moskwa ma polityczne i gospodarcze atuty, za pomocą których uzależnia od siebie wianuszek państw buforowych.
Cywilizacja Poprzednie wydanie
Niebezpieczne związki. O księciu, który został bezrobotnym
59-letni Andrzej, książę Yorku, syn królowej Elżbiety II stracił stałą pracę.
Cywilizacja wydanie 29.11.2019 – 6.12.2019
Chemsex, czyli geje, narkotyki i AIDS
Wraca „gejowska dżuma”. Wśród homoseksualistów dramatycznie i gwałtownie wzrasta liczba zakażonych HIV/AIDS. Nie tylko w Londynie, ale i w Amsterdamie, Moskwie czy Kijowie…
Cywilizacja wydanie 29.11.2019 – 6.12.2019
Bardzo ciemne interesy ludzi władzy
Malta zdumiewająco upodobniła się do Sycylii z jej mafijną kulturą.
Cywilizacja wydanie 22.11.2019 – 29.11.2019
Po co gramy? I czym się różni pasja od uzależnienia?
Nauczone zabawy w chowanego, szczury z Berlina rezygnowały na chwilę z kiziania-miziania po brzuchu, by grać dalej. Czy zrezygnowałyby dla gry z pokarmu lub snu?