Foto: BoBo

Rastline obsegajo več kot 90 odstotkov biomase na planetu, tu so že milijarde let. Bi lahko v tem času razvile mehanizme, ki bi jim rekli inteligentni? "Ne vidim razloga, zakaj ne," meni profesor ekologije na izraelski univerzi Ben-Gurion Ariel Novoplansky. "Nikakršne definicije ni, ki bi inteligentnost pripisovala le osrednjemu živčnemu sistemu. Izpopolnjen živčni sistem, kakršnega imamo mi ljudje, je le eden izmed načinov, obstajajo pa tudi druge poti. Različni organizmi so inteligentni vsak po svoje. Toda glede na to, kaj rastline zmorejo, kako se vedejo, kako se učijo, kakšno svojevrstno sposobnost spominjanja imajo, ni razloga, da jih ne bi opisali kot inteligentna bitja."

Morda pa je izraz inteligenten pretiran, meni biolog z Biološkega inštituta Jovana Hadžija (ZRC SAZU) Matjaž Gregorič. "Sam se bolj nagibam k vedenju. Res pa je, da rastline niso statični, komaj živi objekti, ampak so v evoluciji zaradi velikega selekcijskega pritiska razvile mehanizme, s katerimi se lahko dinamično odzivajo na spremembe v okolju."

Sposobnost učenja in "spominjanja" – tudi to imajo rastline

V prejšnjem obdobju je bilo objavljenih kar nekaj raziskav o do zdaj neznanem vedenju rastlin. Avtor ene izmed njih je že omenjeni Novoplansky, ki je zaslovel s tezo, da imajo rastline sposobnost učenja in spominjanja. "Zanimalo nas je, kako se rastline povezujejo in katere informacije si lahko pri tem izmenjujejo. Osnovna ideja je bila, da samo eno izmed rastlin izpostavimo stresu (v našem primeru je bilo to sušno oziroma slano okolje); pri tem smo želeli ugotoviti, ali bodo njene sosede kaj izvedele o tem ter v zvezi z grožnjo tudi kaj ukrenile, preden jih suša doleti."

Podkast Frekvenca X

V sosednje lončke so posadili pet sadik, pri tem pa so pri vsaki pustili le po dve korenini – z eno so bivale v enem lončku, z drugo pa v sosednjem. Naslednja rastlina je delila drugo korenino s prvo korenino naslednje rastline in tako naprej.

Na neki način so v laboratoriju Novoplanskega rastline razvrstili kot v otroški igri telefončki in čakali, ali se bo sporočilo preneslo po verigi. Že zelo kmalu so lahko opazili odziv. Ugotovili so, da lahko rastlina vzpostavi komunikacijo s svojo sosedo že v nekaj minutah in se tudi zelo hitro odzove. In tu se porodi naslednje vprašanje: Si lahko rastline zapomnijo informacijo in kje jo potemtakem shranijo? "Dokazali smo, da taka komunikacija s sosedami v rastlini pusti odtis daljše obdobje. Tudi preostale rastline v verigi smo namreč več dni po eksperimentu izpostavili istemu stresnemu dejavniku in ugotovili, da so ohranile informacijo o odzivu in se naučile, kako se odzvati v tem primeru. Imamo torej dokaz o zelo preprosti obliki učenja in poznejši uporabi naučenega."

Iz ekipe raziskovalcev Ariela Novoplanskega izhaja še bolj nenavadna teza: rastline lahko tudi špekulirajo. "Da, v nekaterih primerih špekulirajo in se tudi racionalno odločajo. Moj nekdanji študent je v svojem laboratoriju dokazal, da so sposobne oceniti tveganje in svoje zaloge temu primerno prilagoditi na zelo racionalen način. Če se na primer približuje konec toplega dela leta, bodo rastline to začutile in ne bodo vlagale v dodaten razvoj listov in rast v višino, ampak bodo energijo preusmerile v reprodukcijo." To lahko zelo spremeni način njihovega razvoja in vpliva na zelo drugačno morfologijo v različnih delih njihovega življenja.

Če izolirate metabolite, ki jih ob stresu ustvarjajo korenine, in če veste, da jih bodo prepoznale tudi okoliške rastline, jih lahko s tem vnaprej opozorite in naučite stresnega odziva na situacijo, ki jim grozi, dodaja Novoplansky. "Pomislite na grožnjo suše, na katero bi se jih lahko naučili predčasno odzvati. Podobno bi lahko ravnali s semeni, da bi ta postala odpornejša na morebitno stresno sezono pred njimi." Po njegovih besedah so tudi dokazali, da so rastline sposobne prilagoditi svojo rast in razvoj napovedanemu razvoju vremena in okolja – da se torej znajo pripraviti na prihodnje razmere na podlagi znamenj, kot so dolžina dnevne svetlobe, bližina sosednjih rastlin in zaloga vode.

Mesojeda rastlina. Foto: Wikimedia

Zapletene biokemične signalne poti

"Rastline nimajo živčnega sistema, tudi mišic ne – gre za drugačen tip mehanizmov, na neki način se sporazumevajo ob pomoči hormonskega sistema," pojasnjuje Gregorič. "Ti hormoni so drugačni kot človeški," dodaja biologinja Katarina Šoln. "Spodbujajo rast določenega rastlinskega dela – rastline se namreč odzivajo na spremembe okolja predvsem z rastjo. Če se bodo pojavile težave, se bodo korenine ob pomoči hormonov preusmerile drugam in podobno."

Šolnova, Jesenkova nagrajenka na ravni magistrskega študija na Biotehniški fakulteti v Ljubljani, se je sicer študijsko posvečala alelopatskim spojinam, ki so kot nekakšno biokemično orožje, s katerim komunicirajo rastline in lahko z njimi zavirajo rast svojih sosed. Pogosto jih uporabljajo invazivne rastline. Od tradicionalnih vrst na naših tleh je tipičen uporabnik t. i. alelopatije oreh, saj v njegovi bližini skoraj nič ne raste. Z alelopatijo bi lahko razložili tudi fenomen dobrih in slabih sosed na vrtu. "Že zdavnaj so ljudje intuitivno zaznali, da morajo rastline nekaj pustiti v zemlji, da druge prihodnje leto slabše rastejo. Čar kolobarjenja je ravno v tem, da vemo, katere rastline gredo skupaj."

Alelopatske spojine sodijo v širši sklop sekundarnih metabolitov, to je spojin, ki rastlinam pomagajo pri stiku z okoljem – na primer kot obramba pred rastlinojedci, za privabljanje opraševalcev, gliv, bakterij in tako naprej. Rastline se s sekundarnimi metaboliti tudi opozarjajo na nevarnost. "Če določena žuželka objeda rastlino, se v vseh sosednjih poveča stopnja pripravljenosti, odebeli se celična stena, začnejo se izločati obrambne snovi in tako naprej. Nekatere rastline se pred objedanjem žuželk branijo celo tako, da z določenimi hlapnimi snovmi privabljajo plenilce teh žuželk," pojasnjuje Šolnova.

Rastline se lahko učijo iz izkušnje

Nekoliko drugače kot prej omenjena raziskovalna skupina v Izraelu pa je skrivno vedenje rastlin raziskovala Monica Gagliano z Univerze v Zahodni Avstraliji. Eksperiment Ivana Pavlova zagotovo poznate. Vsakič, ko je hranil pse, je uporabil zvonček. Na to so se tako navadili, da so se jim začele cediti sline že ob samem zvoku zvonca. Monica Galiano se je odločila za nekaj podobnega, le da je namesto psov uporabila – grah. Sadike graha je postavila pred preprosto odločitev: rastejo lahko bodisi v levo bodisi v desno. V teh dveh smereh jih je popolnoma po naključju osvetljevala z lučjo, one pa so si to razlagale kot vir hrane.

"Vsakič, ko je zasvetila luč, smo iz iste smeri prižgali še sušilec za lase. Rastline so začele sušilec za lase povezovati z virom svetlobe. Tudi ko sem prižgala sušilec in zraven ni bilo vira svetlobe, so mu sledile. To je pomenilo, da so zmogle oblikovati asociacijo, si jo zapomniti in ravnati v skladu z njo."

Svojevrstno obnašanje mesojedk in plezalk

Mesojedke niso rastline, ki bi oboževale dunajske zrezke, ampak rastejo na območjih, na katerih ni veliko dušika. Tako ga dobijo iz žuželk.

Katarina Šoln

Šolnova je omenila tudi vedenje mesojedih rastlin. "To niso rastline, ki bi oboževale dunajske zrezke, ampak rastejo na območjih, na katerih ni veliko dušika. Tako ga dobijo iz žuželk." Ker tovrstne rastline pri proženju svojih pasti uporabljajo energijo, se morajo znati ekonomično vesti – bilo bi namreč silno potratno, če bi se past zapirala v prazno. Mesojedke lahko tako po njenih besedah preštejejo, koliko laskov na njih se premakne. "Če se jih premakne premalo, se ne bodo odzvale, šele če se jih premakne več, je to zanje znamenje, da je na njih pristala žuželka."

Po njenih besedah lahko mesojedke pohrustajo tudi celo miš – take živijo v tropih – sicer pa niso ravno redne uživalke mesa. "Tiste, ki so v naših krajih bolj običajne, so zadovoljne že z enim mesnim obrokom na mesec," pojasnjuje Katarina Šoln.

Svojevrstne pa so tudi plezalke. Kako vedo, kam se obrniti, kam napredovati? Po Gregoričevih besedah lahko s kemorecepcijo ugotavljajo primernost podlage; pri tem je to, ali bodo levosučne ali desnosučne, odvisno od njihovih genov, dodaja Šolnova.

Širokopasovna gozdna informacijska avtocesta

Za konec pa pojdimo v gozd. Drevesa v njem ves čas komunicirajo. Nikakor niso samotni očaki, ki bi želeli le preprosto zmagati v darvinistični tekmi za preživetje. Med sabo se pogovarjajo, trgujejo, celo vojskujejo. In ne le to: že milijarde let si na tak način delijo dobrine, se opozarjajo in altruistično skrbijo drugo za drugo. To jim uspeva ob pomoči velikanskega sistema gliv pod njimi, ki se spletajo in rastejo okoli njihovih korenin. Zrastejo lahko kilometre daleč, zato ni prav nič čudnega, da so največji organizmi na planetu pravzaprav – glive.

"Gozdna tla so v glavnem čisto prepredena z micelijem gliv. Izmed njih so za nas najzanimivejše mikorizne glive," razlaga vodja oddelka za gozdno fiziologijo in genetiko na Gozdarskem inštitutu Slovenije Hojka Kraigher. "Mikoriza je sožitje med glivo in korenino višjih rastlin." Gliva po njenih besedah prispeva hranila, v zameno pa dobi sladkorje. "Glive povezujejo različne vrste organizmov in usmerjajo pretok hranil med njimi." Mladje v senci večjih dreves lahko po njenih besedah preživi prav zaradi fotosinteze dominantnega drevja.

Foto: BoBo

"Mikorizne glive prenašajo tudi informacije o tem, ali je rastlina napadena. Če začnejo nastajati signalne substance, se ta informacija prenese po miceliju mikoriznih gliv." S tem lahko drevesa svoje bližnje in daljne sosede opozorijo, naj se pripravijo na napad patogenov, sušo ali kaj podobnega.

Približno 90 odstotkov kopenskih rastlin živi v simbiozi z glivami. Izraz mikoriza pa niti ni tako nov. Že v 19. stoletju se ga je spomnil nemški biolog Albert Bernard Frank. Veliko mlajše je spoznanje, da se z mikorizo pretakajo hranila in da glive ob pomoči tega veličastnega informacijskega sistema skrbijo tudi za imunski sistem rastlin.

Podnebne spremembe prihajajo prehitro

Gozdno drevje ne more dvigniti korenin in preprosto zbežati pred podnebnimi spremembami, opozarja Kraigherjeva. Na spremembe v okolju se lahko prilagaja le prihodnja generacija. Če je med zasejanim semenom dovolj velika genetska pestrost, bo morda kakšen potomec preživel v novih razmerah. Toda stvari dandanes gredo prehitro. "Po ledenodobnih migracijah so bile podnebne spremembe razmeroma počasne. Gozdno drevje se je širilo počasi, skupaj z njim pa tudi mikorizne glive. Recimo tartufi so se proti severu širili skupaj s hrasti. Kako bo to šlo pri tako hitrih podnebnih spremembah, kot smo jim priča danes, pa je vprašanje."

AVDIO: Epizoda Frekvence X o rastlinah

Serija Vse živo na Valu 202 odstira zgodbo o neverjetni raznolikosti, boju, vztrajnosti in fantastični ustvarjalnosti narave okrog nas. In kje v vsem tem je človek? Je človek res krona stvarstva? O tem bodo razpravljali tudi na posebnem dogodku na Biotehniški fakulteti, v sredo 10. aprila.