Jack Schultzi sõnul on taimed "lihtsalt väga aeglased loomad". Ja süü pole sugugi puudulikus mõistmises fundamentaalbioloogiast. Schultz on Columbia Missouri ülikooli taimeteaduse osakonna professor. Ta veetis nelikümmend aastat taimede ja putukate koostoime uurimisel. Ta teab oma asju. Selle asemel juhib ta tähelepanu üldistele ideedele meie lehtpuuvendade kohta, mida tema arvates peame peaaegu mööbliks. Taimed võitlevad territooriumi pärast, otsivad toitu, röövloomad ja püüavad lõksu. Nad on elus, nagu iga loom, ja - nagu loomad -, on nad erilise käitumisega.
“Selles veendumiseks peate lihtsalt kasvava taime kiirel liikumisel tulistama - siis käitub ta nagu loom,” vaimustab Olivier Hamant, kes õpib taimi Prantsusmaal Lyoni ülikoolis. Kiire liikumine haarab taimede käitumise hämmastavat maailma kogu oma hiilguses.
Taimed ei liigu üldse sihitult, mis tähendab, et nad peavad olema teadlikud nende ümber toimuvast. "Taimed vajavad õigesti reageerimiseks ka keerukaid anduriseadmeid, mis on häälestatud muutuvatele tingimustele," ütleb Schultz.
Millest päevalilled vaikivad?
Mida taimed tunnevad? Daniel Hamowitz Iisraeli Tel Avivi ülikoolist usub, et nende tunded ei erine meie omadest nii palju. Kui Hamowitz otsustas 2012. aastal kirjutada selle, mida teab taim, - milles ta uuris taimede kogemusi kõige rangemas ja kaasaegsemas teadusuuringus -, tundis ta teatud määral hirmu.
"Olin vastuse pärast väga mures," ütleb ta.
Reklaamvideo:
Ja tema mure polnud mõistlik. Kirjeldused, kuidas taimed näevad, lõhnavad, tunnevad ja tõepoolest teavad, kajasid taimede salajases elus, mis ilmus 1973. aastal lilleaja põlvkonna jaoks, kuid sisaldas väga vähe tõendeid. Eelkõige diskrediteeris see raamat täielikult ideed, et taimed reageerivad positiivselt klassikalise muusika helidele.
Kuid taimede tajumise uurimine on jõudnud kaugele 1970. aastatest ning viimastel aastatel on taimede sensatsiooniuuringutes toimunud hoogne tõus. Selle töö eesmärk pole mitte ainult näidata, et “taimedel on ka tundeid”, vaid ka esitada küsimusi “miks” ja “kuidas” taim oma keskkonda tunneb.
Schultzi Missouri kolleegid Heidi Appel ja Rex Cockcroft otsivad taime kuulmise kohta tõtt.
"Meie töö peamine panus on põhjuse leidmisel, miks heli mõjutab taimi," ütleb Appel. Beethoveni sümfoonia tõenäoliselt taime tähelepanu ei köida, kuid näljase rööviku lähenemine on teine lugu.
Appel ja Cockcroft leidsid oma katsetes, et röövikute toodetud närimishelide salvestused panid taimed oma lehti ujutama keemiliste kaitsevahenditega, mis on ette nähtud ründajate eemale peletamiseks. "Oleme näidanud, et taimed reageerivad ökoloogiliselt olulisele helile ökoloogiliselt asjakohase reageeringuga," ütleb Cockcroft.
Keskkonnaalane tähtsus või sobivus on väga oluline. Consuelo de Moraes Šveitsi föderaalsest tehnoloogiainstituudist Zürichis ja tema kolleegid näitasid, et lisaks võimele kuulda lähenevaid putukaid võivad mõned taimed neid ka nuusutada või isegi lähedalasuvate taimede lenduvate signaalide lõhna reageerida lähenevatele putukatele.
Veelgi kurjakuulutavam on 2006. aasta meeleavaldus, mille kohaselt parasiteeriv taim - viinapuuhirm - nuusutab potentsiaalse peremehe välja. Seejärel vingerdab õhkõrn õhus, haarab õnnetu omaniku kinni ja imeb temalt välja toitaineid.
Näib, kuidas need toimingud meie omast erinevad? Taimed kuulevad või nuusutavad midagi ja tegutsevad siis vastavalt, nagu meie.
Kuid loomulikult on oluline erinevus. "Me ei tea, kui sarnased on lõhna tajumise mehhanismid taimedes ja loomades, kuna me ei tea taimedes esinevatest mehhanismidest kuigi palju," ütleb de Mores.
Meil on ninad ja kõrvad. Mis taimedel on?
Selgete sensoorse sisendi keskuste puudumine raskendab taimede meelte mõistmist. See pole nii - fotoretseptorid, mida taimed "nägemiseks" kasutavad, on üsna hästi mõistetavad -, kuid valdkond tervikuna nõuab edasist uurimist.
Appel ja Cockcroft loodavad omalt poolt leida taime osa või osi, mis reageerivad helile. Kõigis taimerakkudes leiduvad mehaanoretseptori valgud on tõenäoliselt kandidaadid. Nad muudavad helilainete tekitatud mikrotraumid elektrilisteks või keemilisteks signaalideks.
Teadlased püüavad mõista, kas defektsete mehaanoretseptoritega taimed suudavad ikkagi putukate mürale reageerida. Tundub, et taimedel pole vaja midagi nii mahukat kui kõrv.
Teine võime, mida me taimedega jagame, on proprioceptsioon: "kuues meel", mis võimaldab (mõnel meist) pimesi tippida, žongleerida ja teada saada, kus meie keha erinevad osad kosmoses asuvad.
Kuna seda tunnet ei seostata loomadel konkreetse elundiga, vaid see tugineb pigem tagasiside silmusele lihaste ja aju mehaanoretseptorite vahel, on võrdlus taimedega üsna täpne. Ehkki üksikasjad varieeruvad veidi molekulaarsel tasemel, on taimedel ka mehhaanilisi retseptoreid, mis tuvastavad keskkonna muutused ja reageerivad neile.
“Üldine idee on sama,” ütleb Hamant, kes on 2016. aastal propriotseptsiooni uuringute kaastöötaja. "Siiani teadsime, et taimedes on see rohkem tingitud mikrotuubulitest (raku struktuurikomponentidest), mis reageerivad venitamisele ja mehaanilisele deformatsioonile."
Tegelikult leiti 2015. aastal avaldatud uuringus sarnasusi, mis võiksid veelgi sügavamale minna ja hõlmata aktiini - lihaskoe võtmekomponenti - taimepropriotseptsiooni kaasates. "Sellel on vähem tuge," ütleb Hamant, "kuid oli tõendeid, et tegemist oli aktiinikiududega; peaaegu nagu lihased."
Need tulemused pole sugugi ainsad. Taimemeeli uurides hakkasid teadlased leidma korduvaid mustreid, vihjates sügavatele paralleelidele loomadega.
2014. aastal näitas Šveitsi Lausanne'i ülikooli teadlaste meeskond, et kui rööv ründab Arabidopsis'e taime, tekitab see elektrilise aktiivsuse laine. Elektrilise signalisatsiooni olemasolu taimedes pole kaugel uuest ideest - füsioloog John Burdon-Sanderson pakkus selle juba 1874. aastal välja Veenuse lendorava toimemehhanismina, kuid mis on tõeliselt huvitav, on roll, mida molekulid - glutamaadi retseptorid - mängivad.
Glutamaat on meie kesknärvisüsteemis kõige olulisem neurotransmitter ja see mängib taimedes täpselt sama rolli, ühe olulise erinevusega: taimedel puudub kesknärvisüsteem.
"Molekulaarbioloogia ja genoomika räägivad meile, et taimed ja loomad koosnevad üllatavalt piiratud hulgast molekulaarsetest" ehitusplokkidest ", mis on üsna sarnased," ütleb Tšehhi Vabariigi Praha Karli ülikooli teadur Fatima Tsverchkova. Elektriline side arenes kahel erineval viisil, kasutades iga kord komplekti ehitusplokke, mis väidetavalt käivitasid 1,5 miljardit aastat tagasi loomade ja taimede vahelise lõhe.
"Evolutsioon on viinud paljude võimalike suhtlusmehhanismideni ja kuigi saate neid erineval viisil hankida, on lõpptulemused samad," ütleb Hamowitz.
Arusaam, et sellised sarnasused on olemas ja taimedel on palju rohkem maailmatunnetust, kui nende välimus viitab, on põhjustanud mitmeid tähelepanuväärseid väiteid taimeintellekti kohta ja isegi algatanud uue distsipliini. Elektriline signalisatsioon taimedes oli üks peamisi tegureid "taimede neuroteaduse" sünnil (seda terminit kasutatakse ka siis, kui taimedel puuduvad neuronid) ning tänapäeval leidub taimede uurijaid taimede välistel aladel nagu mälu, õppimine ja probleemide lahendamine.
Selline mõtteviis on isegi pannud Šveitsi seadusandjad kirjutama käsiraamatu taimede väärikuse kaitseks - mida iganes see ka ei tähenda.
Ehkki selliseid mõisteid nagu "taimeintelligentsus" ja "taimede neuroteadus" peetakse palju metafoorilisemaks, käsitletakse neid kriitika all. “Kas ma arvan, et taimed on intelligentsed? Arvan, et taimed on keerulised,”ütleb Hamowitz. Ja keerukust ei tohiks segi ajada intelligentsusega.
Ehkki on väga kasulik taimi antropomorfsel kujul kirjeldada, on piirid olemas. Oht on see, et võime mõelda taimedele kui loomade madalamatele versioonidele, mis pole sugugi tõsi.
“Meie, kes uurime taimi, räägime meelsasti taime- ja loomade eluviiside sarnasustest ja erinevustest, kui tutvustame uuringu tulemusi laiemale üldsusele,” ütleb Tsverchkova. Kuid ta usub ka, et sõltuvus loomade metafooridest taimede kirjeldamisel põhjustab probleeme. "Tahan vältida selliseid metafoore, et vältida tavaliselt viljatuid arutelusid selle üle, kas porgandid hammustades haiget teevad."
Taimed on suurepäraselt võimelised tegema seda, mida nad teevad. Neil ei pruugi olla närvisüsteemi, aju ega muid keerulisi funktsioone, kuid nad ületavad meid teistes valdkondades. Näiteks, isegi kui neil pole silmi, on Arabidopsis-tüüpi taimedel vähemalt 11 fotoretseptori tüüpi, samas kui meil on neid ainult 4. See tähendab, et nende nägemine on keerukam kui meie. Taimedel on erinevad prioriteedid ja nende sensoorsed süsteemid kajastavad seda. Nagu Hamowitz oma raamatus märgib, pole valgus taime jaoks ainult signaal; valgus on toit."
Ehkki taimed seisavad silmitsi samade probleemidega nagu loomad, kujundavad nende organoleptilisi võimeid peamised erinevused. "Taimede juurdumine - asjaolu, et nad ei liigu - tähendab, et nad peavad olema oma keskkonnast palju teadlikumad kui mina või teie," ütleb Hamowitz.
Et täielikult mõista, kuidas taimed maailma tajuvad, on oluline muuta taimedesse suhtumise paradigmat. Oht on see, et kui inimesed võrdlevad taimi loomadega, jätavad nad endise väärtuse teadmata. Taimi tuleks pidada huvitavateks, eksootilisteks ja hämmastavateks elusateks asjadeks, mitte mööblitükkideks. Ja vähemal määral - inimeste toitumise ja biokütuse allikas. See suhtumine oleks kasulik kõigile. Geneetika, elektrofüsioloogia ja transposoonide avastamine on vaid mõned näited taimeuuringutega alustatud valdkondadest, mis kõik osutusid bioloogias teataval määral pöördeliseks.
Teisest küljest võib teadvustamine, et meil võib taimedega midagi ühist olla, olla võimalus tõdeda, et me oleme rohkem taimi, kui me arvasime, samamoodi nagu taimi on rohkem loomi, kui me arvasime.
"Võib-olla oleme mehaanilisemad, kui me varem arvasime," võtab Hamowitz kokku. Tema arvates peaksid need sarnasused vihjama nii taimede hämmastavale keerukusele kui ka ühistele teguritele, mis ühendavad kogu elu Maal. Ja siis hakkame väärtustama bioloogias ühtsust.
ILYA KHEL
