האם צמחים יכולים לשמוע, לתקשר?

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

כולנו שוביניסטים מדי. בהתחשב בעצמנו כפסגת האבולוציה, אנו מפיצים את כל היצורים החיים בהיררכיה לפי מידת הקרבה לעצמנו. צמחים כה שונים מאיתנו עד שהם נראים יצורים כאילו לא לגמרי חיים. נח המקראי לא קיבל שום הנחיות להצלתם על גבי התיבה. טבעונים מודרניים אינם רואים בושה לקחת את חייהם, ולוחמים נגד ניצול בעלי חיים אינם מעוניינים ב"זכויות הצמח". אכן, אין להם מערכת עצבים, עיניים או אוזניים, הם לא יכולים להכות או לברוח. כל זה עושה את הצמחים שונים, אבל לא נחותים בשום צורה. הם לא מנהלים קיום פסיבי של "ירק", אלא הם מרגישים את העולם סביבם ומגיבים למה שקורה סביבם. במילותיו של פרופסור ג'ק שולץ, "צמחים הם פשוט חיות איטיות מאוד".

הם שומעים

החיים הסודיים של הצמחים התפרסמו בעיקר בזכות ספרו של פיטר טומפקינס, שפורסם בתחילת שנות ה-70, בשיא הפופולריות של תנועת העידן החדש. למרבה הצער, התברר שהוא אינו חף מהרבה אשליות האופייניות לאותה תקופה והוליד מיתוסים רבים, שהמפורסם שבהם היה "אהבתם" של צמחים למוזיקה קלאסית ובוז למוזיקה המודרנית. "דלעות, שנאלצו להאזין לרוק, סטו מהרמקולים ואף ניסו לטפס על קיר הזכוכית החלקלק של החדר", תיאר טומפקינס את הניסויים שערכה דורותי ריטלאק.

אני חייב לומר שגברת ריטלאק לא הייתה מדענית, אלא זמרת (מצו-סופרן). הניסויים שלה, שהופקו על ידי בוטנאים מקצועיים, לא הראו תגובה צמחית מיוחדת למוזיקה מכל סגנון. אבל זה לא אומר שהם לא שומעים כלום. ניסויים הוכיחו שוב ושוב שצמחים יכולים לתפוס ולהגיב לגלים אקוסטיים - למשל, שורשי התירס הצעיר צומחים לכיוון מקור תנודות בתדירות של 200-300 הרץ (בערך ממלח אוקטבה קטנה ועד תחילה פ). למה עדיין לא ידוע.

באופן כללי, קשה לומר מדוע צמחים זקוקים ל"שמיעה", למרות שבמקרים רבים היכולת להגיב לצלילים יכולה להיות שימושית מאוד. היידי אפל ורקס קוקקרופט הראו שה-rezuhovidka של טל "שומעת" בצורה מושלמת את התנודות שיוצרת הכנימה הטורפת את העלים שלה. קרוב משפחה בלתי בולט זה של כרוב מבדיל בקלות בין צלילים כאלה לבין רעשים רגילים כמו הרוח, שירת ההזדווגות של החגבים או הרעידות שנגרמות על ידי זבוב לא מזיק על עלה.

הם צורחים

רגישות זו מבוססת על עבודתם של מכנורצפטורים, הנמצאים בתאי כל חלקי הצמחים. בניגוד לאוזניים, הם אינם ממוקמים, אלא מפוזרים בכל הגוף, כמו קולטני המישוש שלנו, ולכן היה רחוק מלהיות אפשרי מיד להבין את תפקידם. לאחר שהבחינה בהתקף, הרזוחוידקה מגיבה אליו באופן פעיל, משנה את פעילותם של גנים רבים, מתכוננת לריפוי פציעות ומשחררת גלוקוזינולטים, קוטלי חרקים טבעיים.

אולי, מטבען של התנודות, הצמחים אפילו מבחינים בין חרקים: סוגים שונים של כנימות או זחלים גורמים לתגובות שונות לחלוטין מהגנום. צמחים אחרים משחררים צוף מתוק בעת התקפה, המושך אליו חרקים טורפים כמו צרעות, האויבים הגרועים ביותר של הכנימות. וכולם בוודאי מזהירים את השכנים: עוד ב-1983, ג'ק שולץ ואיאן בולדווין הראו שעלי מייפל בריאים מגיבים לנוכחותם של פגומים, כולל מנגנוני הגנה. התקשורת ביניהם מתרחשת ב"שפה הכימית" של חומרים נדיפים.

הם מתקשרים

האדיבות הזו אינה מוגבלת לקרובים, ואפילו מינים רחוקים מסוגלים "להבין" את אותות הסכנה זה של זה: קל יותר להדוף פולשים ביחד. לדוגמה, הוכח בניסוי שטבק מפתח תגובה הגנה כאשר הלענה הצומחת בקרבת מקום ניזוקה.

נראה שהצמחים זועקים מכאבים, מזהירים את שכניהם, וכדי לשמוע את הצעקה הזו, צריך רק "להרחרח" היטב. עם זאת, האם זה יכול להיחשב תקשורת מכוונת עדיין לא ברור. אולי בדרך זו הצמח עצמו מעביר אות נדיף מחלק מחלקיו לאחרים, והשכנים רק קוראים את ה"הד" הכימי שלו. תקשורת אמיתית מסופקת להם … "אינטרנט פטריות".

מערכות השורשים של צמחים גבוהים יותר יוצרות אסוציאציות סימביוטיות הדוקות עם התפטיר של פטריות הקרקע. הם מחליפים כל הזמן חומרים אורגניים ומלחי מינרלים. אבל זרימת החומרים היא כנראה לא היחידה שנעה לאורך הרשת הזו.

צמחים שהמיקוריזה שלהם מבודדת מהשכנים מתפתחים לאט יותר וסובלים מבדיקות גרועות יותר. זה מצביע על כך שהמיקוריזה משמשת גם להעברת אותות כימיים - בתיווך, ואולי אף "צנזורה" מהסימביונטים הפטרייתיים. מערכת זו הושוותה לרשת חברתית ולעתים קרובות מכונה בפשטות ה-Wood Wide Web.

הם זזים

כל ה"רגשות" וה"תקשורת" הללו עוזרים לצמחים למצוא מים, חומרי הזנה ואור, להתגונן מפני טפילים ואוכלי עשב ולתקוף את עצמם. הם מאפשרים לך לבנות מחדש את חילוף החומרים, לגדול ולכוון מחדש את המיקום של העלים - לזוז.

ההתנהגות של מלכודת זבובי ונוס עשויה להיראות כמו משהו מדהים: לא רק שהצמח הזה אוכל בעלי חיים, הוא גם צד אותם. אבל הטורף אוכל החרקים אינו יוצא דופן בין שאר הצומח. רק על ידי זירוז הסרטון של שבוע בחייה של חמנייה, נראה איך היא פונה בעקבות השמש ואיך היא "נרדמת" בלילה, מכסה את העלים והפרחים. בירי במהירות גבוהה, קצה השורש הגדל נראה בדיוק כמו תולעת או זחל הזוחל לעבר המטרה.

לצמחים אין שרירים, והתנועה מסופקת על ידי צמיחת תאים ולחץ טורגור, "צפיפות" המילוי שלהם במים. התאים פועלים כמו מערכת הידראולית מתואמת מורכבת. הרבה לפני הקלטות הווידאו וטכניקת הזמן-lapse, דרווין הפנה לכך את תשומת הלב, שחקר את התגובות האיטיות אך הברורות של השורש הצומח לסביבה.

ספרו "תנועת הצמחים" מסתיים במאמר המפורסם: "אין זה מוגזם לומר שקצה השורש, שניחן ביכולת לכוון את התנועות של חלקים שכנים, פועל כמו המוח של אחת החיות הנמוכות יותר… התופס רשמים מהחושים ונותן כיוון לתנועות שונות".

כמה חוקרים לקחו את דבריו של דרווין כעוד התגלות. הביולוג מאוניברסיטת פירנצה סטפנו מנקוסו הפנה את תשומת הלב לקבוצה מיוחדת של תאים על קצות הגזע והשורשים הגדלים, שנמצאת בגבול בין התאים המתחלקים של המריסטם האפיקי לבין התאים של אזור המתיחה שממשיכים לגדול, אבל לא להתחלק.

עוד בסוף שנות ה-90 גילה מנקוסו שפעילותו של "אזור המעבר" הזה מכוונת את התרחבות התאים באזור המתיחה, ובכך את תנועת השורש כולו. זה קורה עקב חלוקה מחדש של אוקסינים, שהם הורמוני הגדילה העיקריים של הצמח.

הם חושבים?

כמו ברקמות רבות אחרות, מדענים מבחינים בשינויים מוכרים מאוד בקיטוב הממברנה בתאי אזור המעבר עצמם.

המטענים בתוכם ומחוצה להם משתנים, כמו הפוטנציאלים על ממברנות הנוירונים. כמובן, ביצועים של מוח אמיתי לעולם לא יושגו על ידי קבוצה זעירה כזו: אין יותר מכמה מאות תאים בכל אזור מעבר.

אבל אפילו בצמח עשבוני קטן, מערכת השורשים יכולה לכלול מיליוני עצות מתפתחות כאלה.לסיכום, הם כבר נותנים מספר די מרשים של "נוירונים". המבנה של רשת חשיבה זו דומה לרשת אינטרנט מבוזרת מבוזרת, והמורכבות שלה די דומה למוח האמיתי של יונק.

קשה לומר עד כמה ה"מוח" הזה מסוגל לחשוב, אבל הבוטנאי הישראלי אלכס קסלניק ועמיתיו גילו שבמקרים רבים, צמחים אכן מתנהגים כמעט כמונו. מדענים שמים אפונת זרעים מצויים בתנאים שבהם הם יכלו לגדל שורשים בעציץ עם תכולת תזונה יציבה או באחד שכן, שם הוא משתנה ללא הרף.

הסתבר שאם יש מספיק מזון בעציץ הראשון, האפונה תעדיף אותו, אבל אם יהיה מעט מדי היא תתחיל "להסתכן" ובעציץ השני יצמחו עוד שורשים. לא כל המומחים היו מוכנים לקבל את הרעיון של האפשרות לחשוב בצמחים.

ככל הנראה, יותר מאחרים, היא זעזעה את סטפנו מנקוסו בעצמו: כיום המדען הוא המייסד והראש של "המעבדה הבינלאומית לנוירוביולוגיה של צמחים" הייחודית וקורא לפיתוח רובוטים "כמו צמחים". לקריאה זו יש היגיון משלה.

אחרי הכל, אם המשימה של רובוט כזה היא לא לעבוד על תחנת חלל, אלא לחקור את משטר המים או לפקח על הסביבה, אז למה לא להתמקד בצמחים המותאמים להפליא לכך? וכאשר יגיע הזמן להתחיל לעצב את מאדים, מי יותר טוב מצמחים "יגיד" איך להחזיר חיים למדבר?.. נותר לברר מה הצמחים עצמם חושבים על חקר החלל.

תֵאוּם

לצמחים יש תחושה נפלאה של מיקומו של ה"גוף" שלהם במרחב. הצמח, מונח על צידו, יכוון את עצמו וימשיך לצמוח בכיוון חדש, תוך הבחנה מושלמת היכן למעלה ואיפה למטה. בעודו על פלטפורמה מסתובבת, הוא יגדל בכיוון של כוח צנטריפוגלי. שניהם קשורים לעבודה של סטטוציטים, תאים המכילים כדורים סטטוליטיים כבדים השוקעים תחת כוח הכבידה. מיקומם מאפשר לצמח "לחוש" את הימין האנכי.