O rostlinách víme, že jsou živé, ale obvykle předpokládáme, že nic necítí a nereagují, když je třeba zraníte. Současný výzkum ale ukazuje, že to nemusí být úplně pravda. Ba co víc, ony o tom řeknou ostatním!
Komunikace v rostlině
Rostliny jsou na buněčné úrovni poměrně komplikované systémy. Buňky rostlin komunikují pomocí chemických a elektrických signálů stejně jako zvířata. Rostliny regulují svou integritu pomocí vnitřní komunikace mezi buňkami od listu až po kořen. Mají k tomu specializované svazkové buňky, které tvoří listovou nervaturu (žilnatinu). Fungují jako systémová síť, která reguluje například proces fotosyntézy dle intenzity světla, stejně jako my regulujeme dýchání dle fyzické aktivity.
Buněčná komunikace je zprostředkovaná pomocí chemických (hormonálních) a elektrických signálů a také pomocí reaktivních forem kyslíku (ROS). ROS jsou vedlejší produkty metabolismu kyslíku, vznikající při dýchání nebo fotosyntéze. Rychlost šíření signálu je pomalejší než například u lidí. U lidí se nervové signály se šíří rychlostí asi 2 metry za sekundu a u rostlin asi 5 mm za sekundu (ale například mucholapka podivná – Dionaea muscipula, má rychlost přenosu elektrochemického signálu se zvířaty srovnatelnou).
Rostliny jsou dokonalým celkem, se složitým komplexním systémem, který jim umožňuje reagovat pomocí signálů na okolí i vlastní potřeby. Ať už na intenzitu světla, sucho nebo poškození hmyzem. Funkce signálů v rostlině až tak překvapivá není. A co je?
Komunikace napříč rostlinami
V minulosti se mělo za to, že vytváření komunit a komunikování je doménou zvířat. Jenže rostliny to umí také. Mohou přenášet signál, zpracovat jej a generovat odpovědi. Některé signály se šíří mezi další rostliny a nesou velmi specifické informace jako „Napadl mě škůdce“, „Intenzita světla je příliš vysoká“, šlápnete na ně a ostatním odešlou signál „Zranili mě, připravte se na stres“. Rostliny odesílají ostatním velmi konkrétní zprávu pomocí elektrického signálu se specifickou amplitudou a frekvencí a ostatní se tak mohou na stres včas připravit. Fascinující je, že to rostliny dělají nesobecky napříč různými druhy v rámci ekosystému, kde jsou jedna na druhé závislá. A ano, jistě funguje i mezidruhová konkurence, kdy některé druhy odpuzují jiné, ale obecně se starají o sebe vzájemně.
Rostliny samozřejmě nemají mozek, přesto v nich existuje síť spojení, která neustále signalizuje, analyzuje a zpracovává informace.
Jak to dělají?
Asi před patnácti lety byl objeven systém mezikořenové komunikace, ke které je ale potřeba prostředníka – mycelium. Kořeny využívají mycelium pro informování o tom, kde se v půdě nachází zdroje a kde nebezpečí, a mohou skrz něj vysílat tísňové signály v případě nebezpečí. Všechny stromy v lese (stejně jako ve filmu Avatar) jsou propojeny touto sítí, říká se jí „wood-wide web“. Dokonce si pomocí této sítě mohou poskytovat vzájemně živiny. Dalším úžasným objevem byl výzkum komunikace pomocí listů, které se navzájem dotýkají. Tato komunikace je založená na signálech ROS, které jsou sice pomalejší než elektrochemické, ale i tak svůj úkol splní.
Jak složité jsou signální procesy?
Představme si takový strom, který má asi tisíc listů. Osvětlené listy informují ostatní, jak zacházet se světlem, kolik ho rozptýlit ve formě tepla a fluorescence a kolik využít pro fotosyntézu. Každé reakční centrum v chloroplastech komunikuje se všemi ostatními nejen v rámci jednoho listu, ale také mezi dotýkajícími se listy různých rostlin. Jediný chloroplast obsahuje několik tisíc reakčních center. Jedna buňka obsahuje až několik desítek chloroplastů, a list obsahuje tisíce buněk. Malý strom má asi tisíc listů a několik stromů, jejichž koruny dotýkají mohou mít celkem i několik tisíc listů, které tvoří síť spojů. To funguje jako biliony možných komunikačních spojení mezi reakčními centry ve fotosystémech v malém stromě, a dokonce kvintilióny takových vazeb mezi konkrétními stromy. Tato spojení jsou téměř stejně složitá jako v mozku a nervovém systému savců – což je prostě neuvěřitelné! Rostliny samozřejmě nemají mozek, přesto v nich existuje tato síť spojení, která neustále signalizuje, analyzuje a zpracovává informace.
Pamatujte, pamatují si
Rostliny jsou úžasné živé organismy, které nepřestávají fascinovat vědu. Aby toho nebylo málo, tak i bez mozku si ukládají informace. Ano, rostliny mají paměť. Nachází se v listových buňkách, a je určena zejména na stres. Nadměrné osvětlení si tyto buňky mohou pamatovat i několik dní, což je adaptace na snazší aklimatizaci a ochranu rostliny. Příště se podíváme na tísňové signály rostlin. Chovejte se k rostlinám hezky, ony si to pamatují a odvděčí se vám zdárným růstem a příjemnou atmosférou. Nezapomněli jste je pohnojit?
Zdroje:
GRANT, Richard. Do trees talk to each other. Smithsonian Magazine, 2018, 180968084: 1-9.
KARPIŃSKI, Stanisław. Plants Talk to One Other. ACADEMIA-The magazine of the Polish Academy of Sciences, 2022, 67-69-67-69.
Comments