Látnak, hallanak, beszélgetnek a növények!

–

Látás különös módokon

Amikor arról beszélünk, hogy a növények „látnak", fontos megérteni, hogy ez egészen másképp történik, mint az emberek esetében. Mi a látáshoz a két szép szemünket, és az okos, barázdált agyunkat használjuk. A növényeknek nincsenek igazi szemeik, de rendelkeznek fotoreceptoroknak nevezett speciális fényérzékelő képletekkel, amelyek a szárakban és a levelekben találhatók. Ezek a fotoreceptorok nemcsak a fotoszintézishez szükséges látható fényt és ennek irányát érzékelik, hanem más hullámhosszokat is, amire az emberek képtelenek: ilyen például az infravörös és az ibolyántúli fény.

Egy közismert példa a növényi fényérzékelésre a fiatal napraforgók Nap felé fordulása: ezt a jelenséget heliotropizmusnak nevezik.

A növények „látása” olykor még ennél is különösebb, szinte hihetetlen formákat ölthet.

A Chilében és Argentínában őshonos Boquila trifoliolata nevű kúszónövény például képes mimikri révén utánozni szomszédos növények leveleinek alakját, méretét és akár a színét is. De hogyan képes erre egy agy és szem nélküli növény?

Egyes kutatók felvetették, hogy a Boquila a leveleiben lévő, lencseszerű „ocellus" sejtek segítségével primitív módon „láthatja" a szomszédos levelek formáját, és ezt az információt felhasználva utánozhatja azokat. Ennek tesztelésére Felipe Yamashita és Jacob White kutatók egy manapság is vitatott kísérletben a Boquila indát műanyag növények mellé ültették. Kísérletük eredménye arra utalt, hogy a Boquila levelei képesek voltak utánozni az élettelen műnövény leveleit is, mely akár azt is jelentheti, hogy a növény valahogy „látja" a szomszédos levélformát, és megpróbálja önmagát is ilyen alakúra formázni. Ezt a „növényi látás" elméletet azonban a mainstream biológusok többsége szkeptikusan fogadja, vagy teljes egészében visszautasítja, és sokan vitatják a kísérletek megalapozottságát, módszertanát.

Egy alternatív, bár szintén még csak elméleti síkon mozgó magyarázat szerint a mimikriben a növényen élő mikrobák játszhatnak szerepet, esetleg génátvitel útján is befolyásolva a levél formáját. Akárhogy is, a Boquila esete is jól mutatja, hogy a növények fényérzékelése és az arra épülő alkalmazkodás sokkal összetettebb lehet, mint azt elsőre gondolnánk.

Hallás fülek nélkül

Ami a hallást illeti, azt mindenképpen leszögezhetjük, hogy talán ez a legtrükkösebb a növényi érzékelési képességek közül, és ez az a terület, ahol a legkevésbé megalapozott a tudományos támogatás az anekdotikus információkhoz képest. Sokáig elterjedt nézet volt, hogy a növények fejlődését befolyásolhatja a zene, gyakran hallani történeteket arról, hogy a növények jobban növekednek klasszikus zenére. Azonban a legtöbb ilyen kutatás, hogy finoman fogalmazzak, nem tudományos módszerekhez igazodott, és nem meglepő módon a növények tipikusan abban a zenében nyíltak a legjobban, amit a kísérletet végző ember is preferált.

Evolúciós szempontból is felmerül a kérdés, hogy a növényeknek valóban szükségük van-e hallásra, hiszen a hang általában gyors kommunikációt és reakciót tesz lehetővé, gyakran mozgással jár – menekülés, keresés –, amire a gyökereik révén lehorgonyzott növények képtelenek. A mi, emberi világunkban megszokott hangjelek minden bizonnyal majdhogynem lényegtelenek számukra.

Mindezek ellenére, néhány nagyon friss kutatás arra utal, hogy a növények mégis reagálhatnak hangokra vagy inkább bizonyos rezgésekre.

Megdöbbentő felfedezések születtek: például kísérletek kimutatták, hogy sérülésmentes lúdfüvek (Arabidopsis thaliana), amikor hernyók rágásának hangját játszották le nekik, ugyanolyan védekező vegyi anyagokat kezdtek termelni, mintha őket rágnák.

Egy másik, szintén friss kutatás szerint a ligetszépe (Oenothera drummondii) virágai, amikor zümmögő méh hangját „hallották”, megnövelték a nektárjuk cukortartalmát, azaz lényegében „megédesítették” azt a beporzó érkezésére várva. Bár jelenleg nem ismerünk olyan mechanizmust, amivel a növények ezeket a hangokat érzékelhetnék, ezek a példák arra utalhatnak, hogy a növények világa még mindig tartogat – nem is kicsi – meglepetéseket a hangérzékelés terén is. Az ezzel kapcsolatos vizsgálatok még csak most kezdik feszegetni ennek a zseniális képességnek a működési elvét.

Érzik az érintésedet

Bár a növények nem rendelkeznek idegrendszerrel, és nincs olyan formás és méretes agyuk, mint nekünk, embereknek, mégis rendkívül érzékenyek különféle mechanikai ingerekre. Speciális képleteikkel, a mechanoreceptorokkal képesek érzékelni az érintéseket. Ezek a receptorok sokszor a növények felszínén lévő, apró szőrök formájában jelennek meg, és amikor megérintik őket, elektromos jel keletkezik. Ez az elektromos impulzus a növény sejtjeiben szétterjed, és ioncsatornákat aktivál. Bár nincs agyuk, ami érzelmekké alakítaná az érzékelt ingereket, az érintésre való reagálásuk hasonlít az állatok – és az emberek – tapintás-érzékeléséhez.

Számos izgalmas példa létezik erre a növényvilágban: a kúszónövények, mint a szagos bükköny (Lathyrus odoratus), tapogatóznak, hogy stabil támasztékot találjanak, amit ha megtalálnak és „megérintenek”, elkezdenek feltekeredni köré. A lúdfű pedig egyenesen „parázik” az érintéstől, ami akár a növekedését is gátolhatja: a szeles helyeken kihajtott növények is gyakran csenevészek emiatt. A növények érintés-érzékelésére egy másik bizonyíték a szemérmes mimóza (Mimosa pudica), amelynek aprócska levelei érintés hatására gyorsan befelé hajlanak pár másodperc alatt, védekezésképpen.

Talán a legismertebb példa mégis a Vénusz légycsapója (Dionaea muscipula). Csapdái speciálisan átalakult levelek, apró, ingerekre érzékeny szőrökkel borítva. Ahhoz, hogy a csapda összezáródjon, két szőrt kell megérinteni egymás után nagyjából 20 másodpercen belül. Ez a növény egyfajta „rövid távú memóriája”, ami biztosítja, hogy ne csukódjon össze feleslegesen véletlenül beleeső törmelékre, csak élő zsákmányra.

Ízlelés és szaglás növénymódra

Ahogy a látás és a tapintás, úgy a „szaglás” és az „ízlelés" is egészen különleges módon történik a növényeknél. Nincs orruk vagy nyelvük (kicsit viccesen is néznének ki), viszont olyan különféle speciális receptorokkal rendelkeznek, amelyekkel érzékelni tudják a környezetükben lévő kémiai anyagokat.

Ami a szaglást illeti: a növények a levegőben oldott, illékony kémiai anyagokat érzékelik – ezt hívjuk éppenséggel szaglásnak az emberek esetében is. A növények szaglási képességeinek meglétére az egyik legismertebb példa a gyümölcsök érésének jelenségével függ össze. Amikor egy gyümölcs elkezd érni, egy növényi hormont, etént (régebbi nevén etilént) bocsát ki a levegőbe, amit a szomszédos gyümölcsök „megszaglásznak" a receptoraikkal, és a hormonok hatására ők maguk is elkezdenek érni. Ez a hormon-receptor mechanizmus „intézkedik” az ügyben, hogy egyszerre érjen be egy egész fa termése, ami megkönnyíti az állatok által történő magterjesztést.

Egy másik lenyűgöző példa az aranka (Cuscuta sp.) viselkedése. Ez a parazita növény nem fotoszintetizál, így végső soron rákényszerül arra, hogy más növényektől vegye el azt, ami szerinte neki is jár. Az aranka szaglása segítségével találja meg a kiszemelt gazdanövényét, képes megkülönböztetni a potenciális áldozatokat az illatuk alapján, sőt, a „legfinomabbat" is képes ezek közül kiválasztani! Érdekes, és furcsa, de például a paradicsomot előnyben részesíti a búza illatával szemben.

A szaglás nem csak a táplálkozásban, hanem a kommunikációban is szerepet játszik. Amikor egy növényt rovarok támadnak meg, illékony vegyületeket bocsát ki a levegőbe, amelyek figyelmeztetik a szomszédos növényeket, hogy kezdjék meg a védekező anyagok termelését. Mindemellett a virágok illata is egyfajta kémiai nyelv, amit a növények a beporzók vonzására használnak.

Az ízlelés kicsit más tészta: ez a vízben oldódó kémiai anyagok érzékelését jelenti. A szaglás és az ízlelés szorosan kapcsolódik egymáshoz – az embernél is –, hiszen mindkettő kémiai receptorokra épül. A növények „ízlelésének" nagy része a gyökerekben történik, hiszen ezek folyamatosan érintkeznek a talajjal és a vízben oldott anyagokkal. A gyökerekkel képesek tápanyagokat találni, elkerülni a mérgező anyagokat, sőt, felismerik a közeli rokonokat is! Milyen vicces (és abszurd) lenne, ha mi, emberek is képesek lennénk rokonaink beazonosítására az ízlelőbimbókkal tarkított talpunkon keresztül!

Friss kutatások szerint a gyökerek közötti kommunikáció is oldott kémiai jelekkel történik: egy aszálytól szenvedő növény például oldott molekuláris jeleket küldhet a szomszédos gyökereknek, figyelmeztetve őket a vízhiányra.

Mit tanulhatunk a növényektől?

Sok mindent. A növények látszólag mozdulatlan, csendes létezésük ellenére olyan túlélési stratégiákat, alkalmazkodóképességet és kitartást mutatnak, amelyeket érdemes volna nekünk is elsajátítani. Az emberiség már régóta merít ötleteket a növényekből, de korántsem eleget. A lótuszlevél vízlepergető, öntisztító képessége inspirálta például számos modern festék és bevonat fejlesztését, de napjaink egyik legzseniálisabb találmánya, a tépőzár is a bojtorján terméseinek apró, horgos szerkezetét és összetapadását idézi.

A növényi inspiráció nem állt meg a mindennapi tárgyaknál, és egyre inkább felfutóban van az érzékelésükkel kapcsolatos biomimikri alkalmazása mindenféle eszközben: friss kutatások során olyan robotokat fejlesztenek, amelyek a növényi gyökerek növekedését és érzékelését utánozva képesek a talajba hatolni és azt feltérképezni. Ezek a „plantoid" robotok különösen ígéretesek a Mars felszínének vizsgálatában, mivel képesek önállóan, energiahatékonyan mozogni és a környezetüket érzékelni, hasonlóan a növényi gyökerekhez. ​

Az, hogy a jövőben mennyire leszünk képesek hasznosítani a növények zsenialitását és stratégiáit, csak és kizárólag azon múlik, hogy mi, emberek, mennyire vagyunk hajlandóak észrevenni azt, ami mindig is itt élt csöndben körülöttünk.

Hizsnyai Julcsi

WMN szerkesztőség