Predstava, že váš domáci fikus môže mať vedomie, pociťuje stres, pamätá si prídely tekutín - a možno vami aj trochu manipuluje, znie akosi priveľmi fantasticky. "No možno rastliny podceňujeme, sú živšie, ako sa zdá,“ hovorí svetový priekopník rastlinnej neurobiológie FRANTIŠEK BALUŠKA.
Čo skúma rastlinná neurobiológia?
Je to nový, nie úplne etablovaný odbor. Z názvu sú mnohí kolegovia nešťastní, vraj je pritiahnutý za vlasy, veď neurobiológia sa spájala iba so živočíchmi.
Rastliny sprevádzala povesť nepohyblivých organizmov, ktoré nevnímajú, necítia bolesť ani stres, takmer ani nežijú. Ako pacient v kóme - vegetatívnom stave. V poslednom čase však zisťujeme, ako sme rastliny podcenili. Sú veľmi aktívne a vnímavé, v mnohom sú schopnejšie aj odolnejšie ako človek.
V čom?
Predstavte si planétu, z ktorej zo dňa na deň zmiznú živočíchy aj človek. Prežijú rastliny? Myslím, že väčšina áno, hoci mnohé vyhynú. Čo je zaujímavé, naopak to nefunguje. Bez rastlín vyhynú živočíchy aj civilizácia. Inými slovami, bez nás sa rastliny zaobídu, kým my bez nich nie.
Podvedome sa bránime rastlinám, ktoré sú nezávislé na človeku a môžu byť nadané vedomím. Ale prečo nie? Človek ako pán tvorstva je zastaraný obraz.
Zvieratá má rád, ale v biológii dal prednosť rastlinám. „Experimenty s nimi sú jednoduchšie – a nie sú také krvavé,“ vysvetľuje František Baluška.
Koreň je ako mozog
Ľudia majú mozog a nervové bunky, neuróny. Má nervy rastlina?
Neurón je bunka špecializovaná tak, aby prijímala informácie z prostredia a spracúvala ich. Rastliny, podobne ako živočíchy, spracúvajú informácie. A na to musia mať bunkové pletivá typu neuronálnych pletív.
V tomto sa rastliny nelíšia od živočíchov?
Nie. Hoci rastliny nemajú špeciálne senzorické orgány – oči a uši ako ľudia – vnímajú celým svojím povrchom. Obzvlášť citlivým miestom je koreňová špička, ktorá je extrémne vnímavá a porovnateľná s hlavou živočícha.
Prvý, kto si to všimol, bol otec evolučnej teórie Charles Darwin v roku 1880 v knihe Sila pohybov rastlín, ktorú napísal so synom Francisom a dnes ju môžete čítať na internete. Svojho času znamenala veľký škandál - profesori botaniky boli rozčúlení a tvrdili, že slávny Darwin na staré kolená senilnie.
Neskôr sa na všetko zabudlo a dnes sa k darwinovcom vraciame. A ako zisťujeme, bunky v špičke koreňa rastliny fungujú veľmi podobne ako v mozgu neuróny, hoci ich nevoláme neurónmi.
Skúste to opísať.
Nervová sústava človeka prenáša informáciu elektricky. Zo zmyslových orgánov vnem putuje do mozgu, a následne prichádza odpoveď z centra do orgánu, povedzme reagujúcej ruky. Pri rastlinách funguje podobná elektrická signálna dráha a namerané akčné potenciály majú veľmi podobné parametre.
Akurát centrom nie je mozog ale koreňová špička. Tá najcitlivejšie vníma informáciu – svetlo či gravitáciu – a prikáže bazálnym motorickým častiam, nech sa ohnú. Aj špička sa pohybuje podobne ako nižšie živočíchy.
Prosím?
Okom to nevidíme, ale pod zemou sa koreň pomaly pohybuje podobne ako dážďovka alebo had. Mení tvar, smer, rýchlosť pohybu. Dokonca vydáva zvuk - ako dôsledok vnútropletivových pnutí či trenia korena s pôdou - a možno má schopnosť echolokácie podobne ako majú netopiere. Z ozveny by rastúci koreň mohol zisťovať povahu terénu, aby vedel, kadiaľ rásť.
Koreňová špička kukurice, vpravo látka aktín v koreňovej špičke
Fajčíte? Možno vami tabak manipuluje
Cíti rastlina bolesť?
Mnohí tvrdia, že necíti, ale nemajú dôkaz. Vyhlásiť, že rastliny jednoznačne bolesť necítia, je podľa mňa nevedecké. Bez argumentu je tvrdenie na úrovni viery, nie je to vedecký výrok. A mnohé skôr naznačuje opak. Rastlina v strese okamžite vylučuje látky, ktoré tlmia bolesť. Prečo by to robila, ak nič necíti?
Inými slovami, strom, do ktorého zatneme, pociťuje bolesť a hneď si sám ordinuje liek?
Presne tak. Človek, ktorého niečo bolí, uteká do lekárne po acylpyrín. To rastlina nemusí, ak je poranená, liek si sama vyrobí a dávkuje. Okamžite začína vylučovať zaujímavé látky – salicylovú kyselinu, teda bázu acylpyrínu, či etylén, anestetikum, ktoré sa podobne ako chloroform kedysi používalo pri operáciách.
Môžeme predpokladať, že týmito látkami rastlina nielen celí ranu, ale aj tlmí bolesť a vnímavosť. Nie náhodou sme väčšinu analgetík izolovali z rastlín. Sú to liečivé látky, ale mnohé sú návykové. Čo tiež nemusí byť náhoda.
Čo teda?
Možno rastlina vylučuje návykové látky, aby nás tým manipulovala. Asi nie náhodou sú mnohé psychoaktívne látky rastlinného pôvodu. Zoberte si kofeín v káve, nikotín v tabaku, teín v čaji, nehovoriac o nelegálnych drogách.
Načo by rastlina vyrábala závislých?
Je to jej stratégia prežitia. Keďže nemá možnosť pohybu, v ohrození nemôže utekať. Vyvinula si však systém, ktorým vníma okolité organizmy a hľadá si osožného partnera. A toho trochu zmanipuluje. Ponúkne produkt s koktailom chemických látok živočíchovi, ktorý sa po jeho konzumácii často stáva závislým.
Dobrým príkladom je agát z Afriky, čo si priláka a pestuje špeciálny druh mravcov. Mravcom ponúka plod, ktorý im zachutí, že nič iné nejedia, bývajú v dutinách ostňov, ktoré im stromy poskytujú, a chránia ich pred hubami, hmyzom, ľuďmi.
A takého užitočného pomocníka si strom vychoval ponúkanou návykovou látkou. Manipulácia iných organizmov je teda stratégiou mnohých vyšších rastlín, bez ohľadu na to, či je tým manipulovaným mravec, alebo človek.
Zdomácnená kukurica bez ľudí v prírode neprežije.
Spoločná evolúcia
Väčšinou to vidíme opačne – rastliny slúžia človeku. Vy tvrdíte, že ľudstvo slúži flóre, ktorá si z nás nenápadne vychovala fajčiarov či kávičkárov?
Môžeme len špekulovať, či s nami rastliny nemajú akési plány. Isté je, že sme od nich závislí, musíme ich konzumovať, aj keď nechceme.
Rastliny a ľudia totiž dávno vstúpili do vzájomnej koevolúcie. Už predkovia človeka žili na stromoch a staré národy považovali stromy často za božstvá. Ďalším štádiom sú kultúrne plodiny pestované desaťtisíce rokov. Výsledkom toho je, že závisíme od plodín, ktoré však tiež závisia od človeka – napríklad kukurica už bez nás vo voľnej prírode neprežije.
Zaujímavé na tom je, že nie každá rastlina sa dá skultúrniť. Akoby sama rastlina rozhodovala, či dovolí premenu na kultúrnu plodinu. Predstava, že predkovia zobrali a prešľachtili divokú kukuricu, je iba naivná bájka.
Prečo?
Koevolúcia rastlín, hmyzu či živočíchov je veľmi zložitý proces. Na začiatku je rastlina, ktorá chce byť rozšírená a hľadá si partnera. Začne vylučovať látky, aké predtým nevyučovala, napríklad začne mať plody.
Plod je vôbec zvláštna časť rastliny – určená len na zjedenie. Pre samotnú rastlinu plod nemá význam, v evolúcii pôvodne rastliny plody nemali. Až vyššie rastliny vyvinuli plody pre živočíchy, nech ich konzumujú a šíria ich semená.
V manipulácii sa však zdokonaľujú aj ľudia. Je hrozba modifikovať rastlinám gény?
Ťažko povedať. Niektoré rastliny možno chcú byť modifikované či šľachtené. Nedávno sa mi dostal do rúk článok o konope a chemickej látke THC, ktorá spôsobuje psychotropné účinky marihuany.
Analýza ukázala, že rastliny pestované za týmto účelom mali omnoho vyšší obsah THC ako malo rovnaké konope pestované na technické účely. Lenže to prekvapivé bolo, že obsah látky nezvyšovali ľudia šľachtením!
Vysvetlenie?
Možno rastlina sama vycíti účel pestovania a začína vylučovať látku, akú žiadame. Zatiaľ to nie je to vedecky overené, no zdá sa, že rastliny môžu zisťovať podmienky interakcie s partnerom – teda aj s človekom.
Korene rastliny Arabidopsis.
Pamäť a stres
Má rastlina pamäť?
Už aj široká komunita botanikov uznáva stresovú pamäť rastlín. Rastliny si pamätajú minulé stresové situácie. Ak z dvoch rastlín jednu prestanete na čas polievať a neskôr ich obe vystavíte extrémnemu suchu, tak rastlina pripravená na stres, vydrží a neuhynie. Zapamätala si stres a aktívne sa prispôsobila.
Čo nezabije, to posilní?
Presne tak.
Otázne môže byť, či to tie rastliny robia zámerne a vedome. Prenášať informáciu predsa dokážu aj automaty či počítače.
Dokážu, ale nie sú schopné aktívne reagovať na nové nepredvídané situácie. Automat či robot v takejto stresovej situácii jednoducho ukončí program a vypíše chybu. Rastlina nie. Skutočne flexibilný a kreatívny je iba život, ktorý má za sebou milióny rokov evolúcie a so sebou si nesie celú túto pamäť.
V molekulách každej rastliny je zakódované obrovské množstvo informácií z evolučnej minulosti, čo umožňuje kreatívne reagovať na nepoznané situácie. Dajte rastlinu napríklad do stavu beztiaže. Chvíľu bude v šoku, veď na Zemi nikdy nebol beztiažový stav, pomaly sa však začne prispôsobovať podmienkam vo vesmíre.
Rastlinná bunka, dokonca jediná jej organela, je omnoho zložitejšia ako akýkoľvek program. Zatiaľ o tom vieme veľmi málo.
So študentmi v nemeckom Bonne, kde na univerzite vyučuje a vedie Inštitút bunkovej biológie rastlín.
Komu priznať vedomie?
Má rastlina vedomie?
Náročné otázky tohto typu sa budú riešiť ešte o tisíc rokov. Môžeme však sledovať, ako sa vyvíjajú naše názory. Najtvrdší názor bol, že vedomie je výlučným atribútom človeka. Ešte pred päťdesiatimi rokmi sme vedomie nepriznali ani domácim psom a mačkám. Potom sme rehabilitovali niektoré zvieratá, opice či kone... Lenže, filozoficky je to dosť problém.
V čom?
Ak niečo také pripustíte, nenájdete hranicu, kde prestať. Priznáte vedomie opici, ale prečo nie rastline? Kde je stupeň organizácie, na ktorom zázračne vzniká vedomie? Skôr či neskôr musíte priznať vedomie všetkému živému, čo aktívne vníma prostredie. A to je pre mnohých silná káva, takže tie otázky ignorujú.
Ak majú rastliny vedomie, priznáme im širšie práva?
V Švajčiarsku s tým už začínajú. Tamojšia ústava rastliny chráni a prikazuje narábať s nimi šetrným spôsobom.
Nepríjemná správa pre vegetariánov. Aspoň pre tých, čo si vylepšujú morálny profil stravou, pri ktorej úprave nič netrpí.
Azda je vegetarián práve tou osobou, ktorú už rastliny úplne zmanipulovali, takže nezje nič iné. Ale to je, samozrejme, špekulácia.
Môžeme rozlišovať rastliny na hlúpejšie a inteligentné?
Skôr môžeme hovoriť o rastlinách vyspelejších z hľadiska koevolúcie s inými organizmami. Väčšina rastlín si totiž žije vo svojom vlastnom svete a živočíchy ignoruje. Niektoré však vstupujú do koevolúcie - s inými rastlinami, hubami, hmyzom, či živočíchmi.
Čo je zaujímavé, do koevolúcie s človekom vstúpili najmä jednoklíčne rastliny ako sú pšenica, jačmeň, ryža či kukurica. Práve tie sú totiž evolučne vyspelé aj podľa iných kritérií, napríklad, majú komplikovaný koreňový systém. A ten, na rozdiel od nadzemných častí rastliny, nekonzumujeme.
Africké agáty ako príklad rastlín, ktoré vzájomne komunikujú a varujú sa pred nepriateľmi. Toxíny, ktoré stromy produkujú, otrávili už množstvo antilop.
Keby sme rozlúštili reč, rastlinám nebudeme rozumieť
Komunikujú rastliny medzi sebou? Vymieňajú si informácie?
V ekológii sa začína hovoriť o chemickej reči rastlín. Sú náznaky, že rastliny vylučujú chemické látky, pomocou ktorých spolu komunikujú.
Napríklad ako?
Známy prípad z Afriky uvádza stromy - agáty, ktoré sa vzájomne informovali o škodcoch – antilopách a tie dokázali zabíjať. Požieraná rastlina vylučuje látky, napríklad práve spomínaný etylén, ktorý sa šíri vetrom.
Rastliny v okolí sú varované a ako reakciu si zvyšujú imunitu alebo ak už je veľmi zle, začnú si vytvárať látky toxické pre živočíchov. Antilopy to tiež zaregistrovali a už sa naučili, že neinformované stromy v smere proti vetru sú neškodná potrava. Potom však ľudia v púšti postavili ploty. Antilopy nemali na výber. Nemohli bežať proti vetru, museli obžierali toxické agáty, čím si privodili smrť. Pekný príklad rastlinnej sebaobrany.
Dá sa tá reč dekódovať?
Teoreticky by sme mohli určiť, aké látky sú pre rastliny informačne zaujímavé. No porozumieme, o čom hovoria? Ak rastliny majú vedomie, bude to zložité. Mnohé žijú tisícky rokov, ľudský život je pre nich iba epizóda.
Ľudia však vymysleli spôsob, ako hromadiť informácie vedome z generácie na generáciu. Majú aj rastliny niečo ako kultúru?
Našu evolúciu v poslednom čase dramaticky urýchľuje napríklad internet. Lenže, čosi ako ´internet´majú aj rastliny. Korene rastlín na celom svete sú prepojené hubami – mykorízami. Vytvárajú sieťovinu, cez ktorú si vymieňajú živiny i informácie. Ak to teda zveličíme, rastliny majú internet milióny rokov a my ani nevieme, čo si tam vymieňajú.
Ako by sa dali tieto poznatky prakticky využiť?
Napríklad v poľnohospodárstve môžete šľachtiť kukuricu s posilnenou komunikačnou schopnosťou, ktorá si pri napadnutí parazitmi dokáže privolať pomocný hmyz, ktorý potom funguje na spôsob bodyguardov. Veľmi zaujímavý je vesmírny výskum, skúma sa, či je možné pestovať kultúrne plodiny na vesmírnych koráboch. Na dlhých letoch by boli nielen zdrojom obživy, mohli by byť dôležité pre psychohygienu posádky.
Sympózium neurobiológie rastlín v Číne.
Veda nie je taká demokratická
Čo prekvapivé o rastlinách ešte možno zistíme?
Sme iba na začiatku. Hlavne by bolo dobré, keby sa konečne uvoľnili predsudky a na výskum týchto otázok a záhad by vedci dostávali potrebné financie
Je s tým problém?
Veda nie je taká jednoliata ani demokratická, ako sa javí. Má stredný prúd a okraj. Ľahšie pritom získate peniaze na akceptovanejšie teórie a publikovanie očakávaných výsledkov. Na druhej strane, v kontroverznejšej oblasti môžete riskovať kariéru.
Mnohí vedci sú proti myšlienke, že rastlina môže cítiť bolesť alebo mať vedomie. Verejnosť s tým však nemá problém – aj podľa ankety v Nemecku asi polovica ľudí verí, že rastliny cítia bolesť a vnímajú.
Odkiaľ sa potom vzali predsudky?
Už v staroveku Aristoteles rastlinám priznal len tupú vegetačnú dušu. V stredoveku ich posunuli ešte nižšie, na úroveň neživých kameňov. Z tohto šuplíka sa rastliny dostávajú len pomaly.
Kedysi fungoval odbor rastlinná elektrofyziológia, v sedemdesiatych rokoch však upadol do nemilosti. Vinu na tom mali aj bulvárne obrazy rastlín na detektoroch lži a podobne. Zrazu to znelo príliš fantasticky. Akosi sa zmenila spoločenská klíma a disciplína prestala dostávať peniaze. Dnes sa to už mení, ale mnohé poznatky o rastlinách sa stále zosmiešňujú, zamlčiavajú, odsúvajú. To mi trochu prekáža. Ja som skôr za otvorenú vedu.
