Rastlinná ríša je oveľa zaujímavejšia, ako by sa nám zdalo. V máji 2016 bola vo vedeckom časopise Plant Physiology publikovaná správa, že rastliny sú schopné reagovať na dotyk. Okrem toho začínajú vedci akceptovať a modernými výskumnými metódami potvrdzovať skutočnosť, že rastliny medzi sebou komunikujú chemickou rečou. Majú rastliny vedomie, cítia niečo ako bolesť a môžu nami manipulovať?
Zdá sa, že rastliny zaznávame. Sprevádza ich povesť nepohyblivých organizmov. Nič nevnímajú, nič necítia, akoby – v ľudskom ponímaní – ani nežili. V poslednom čase však zisťujeme, že rastliny podceňujeme. Sú veľmi aktívne a vnímavé. Cítia bolesť a vnímajú stres. Možno je to viac či menej kontroverzné tvrdenie, ale je možné, že rastliny majú aj vedomie a pravdepodobne samy manipulujú životom vo svojom okolí. Je to zdroj polemík, no mnohí odborníci sa zhodnú, že rastliny sú v mnohom schopnejšie a odolnejšie ako človek.
Adaptabilita
Predstavme si situáciu, že zo dňa na deň zmiznú zo zemského povrchu všetky živočíchy a aj človek. Čo sa stane s rastlinami? Prežijú? Niektoré iste vyhynú, ale väčšina prežije. Zaujímavé však je, že naopak to nefunguje. Bez rastlín vyhynú živočíchy, dokonca aj civilizácia. Inak povedané – rastliny sa bez ľudí zaobídu, ale my bez rastlín nie. Schopnosť rastlín adaptovať sa je veľká. Rastliny majú vyvinuté špeciálne mechanizmy, orgány či organely, alebo produkujú špeciálne látky na zvýšenie schopnosti prispôsobiť sa akýmkoľvek, často extrémnym a meniacim sa podmienkam prostredia. Jednou z takých látok je β-D-glukán, polysacharid bunkovej steny, ktorý produkujú iba niektoré druhy tráv. Práve trávy žijú na otvorených priestranstvách, kontinuálne rastú na miestach s vysokou intenzitou slnečného žiarenia, ich život je vystavený rôznej sile vetra a iným, často extrémnym, faktorom prostredia. β-D-glukán spôsobuje architektonickú flexibilitu bunkovej steny na zabezpečenie všetkých fyziologických funkcií rastliny aj v extrémnych podmienkach. Identifikácia mechanizmov zapojených do vlastnej imunity rastliny, hormonálnej signalizácie a sekundárneho metabolizmu prispela k lepšiemu pochopeniu interakcií rastlín vo vzťahu k vlastnému organizmu i okolitému prostrediu. Rôzne formy mechanickej bariéry, zmeny v chemickej kompozícii a telesnej štruktúre rastlinného organizmu, morfológia každej jednotlivej bunky, orgánov i celej rastliny, reakcie imunitného systému rastlín alebo nadprodukcia sekundárnych metabolitov sú len niektoré z faktorov, ktoré chránia primárny metabolizmus rastlín ako kľúčový element životaschopnosti rastliny.
Neuronálny systém
Človek má vyvinutý nervový systém. Má zložito štruktúrovaný mozog, nervové dráhy, vlákna, nervové bunky. Nervové bunky (neuróny) sú špecializované bunky s krátkymi i dlhými výbežkami, tzv. axónmi, ktoré prijímajú informácie z prostredia a spracúvajú ich.
Zaujímavosťou je, že v rastlinnej ríši sa pojem neurón nepoužíva, hoci slovo pochádza zo starej gréčtiny a znamená rastlinné vlákno. Rastliny nemajú vyvinuté špecializované nervové bunky s axónmi, ale podobne ako živočíchy využívajú elektrickú signalizáciu na veľké vzdialenosti. Aj rastliny spracúvajú informácie. Preto majú vyvinuté bunkové pletivá typu neuronálnych pletív. Tento neuronálny systém im umožňuje integráciu buniek a orgánov do jednotného fyziologického celku, ktorý veľmi účinne vníma podnety z prostredia. Senzorické informácie si ukladá, integruje navzájom a zmysluplne ich využíva s cieľom, aby sa rastlina ako nepohyblivý organizmus prispôsobila ustavične sa meniacim podmienkam prostredia.
Lyko
Podľa niektorých vedcov by sa práve lyko mohlo považovať za akýsi zelený kábel, ktorý zabezpečuje šírenie akčných potenciálov. Samotné akčné potenciály v rastlinách prvý raz popísal na mucholapke obyčajnej (Dionaea muscipula) Darwin v roku 1875 v knihe Insectivorous plants. Hedrich a kolektív vo svojej práci z roku 2016 popisujú lyko ako rastlinné pletivo obsahujúce od napätia závislé iónové kanály, ktoré podľa autorov zodpovedajú za komunikáciu celej rastliny.
Neuronálny systém rastlín rozhodne nie je taký, aký majú zvieratá, ale napriek tomu majú svoje nervy a prostredníctvom nich reagujú na to, čo sa okolo nich deje.
Spolu s relevantnými membránovými receptormi a kanálmi slúži lyko ako tzv. zelený obvod. Poranenie, chlad, zvýšená salinita, osmotické stresy a akékoľvek iné podnety vytvárajú elektrické a vápnikové vlny, ktoré môžu cestovať na dlhé vzdialenosti a šíriť informácie. Hneď ako miera depolarizácie dosiahne isté prahové hodnoty, s najväčšou pravdepodobnosťou je aktivovaná ďalšia skupina iónových kanálov, čo iniciuje akčné potenciály a excitáciu lyka. Akčné potenciály iniciované v mieste vzniku signálu sa následne šíria po dráhach ďalej. Vzniká systémový signál a dochádza k istej forme komunikácie v rámci rastliny.
Zmyslové orgány
Súčasťou nervového systému živočíchov sú aj senzorické orgány ako oči, uši aj pokožka, ktorými organizmus vníma podnety z vonkajšieho prostredia. Rastliny nemajú vyvinuté takéto špecializované orgány, ale podnety z prostredia vnímajú celým povrchom tela. Ich neuronálny systém rozhodne nie je taký, aký majú zvieratá, ale napriek tomu majú svoje nervy a prostredníctvom nich reagujú na to, čo sa okolo nich deje. Nervová sústava človeka prenáša informáciu pomocou elektrických potenciálov. Zo zmyslových orgánov putuje vnem dostredivými dráhami do mozgu. V mozgu sa vzruch spracuje a odstredivé vlákna vedú informáciu z centra k výkonným orgánom, napríklad pri popálení odtiahneme ruku od zdroja tepla. Podobná elektrická signálna dráha funguje aj pri rastlinách a namerané akčné potenciály majú veľmi podobné parametre. Na rozdiel od živočíchov však v rastlinách nie je centrom mozog, ale koreňová špička.
Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.
RNDr. Michaela Havrlentová, PhD.
NPPC – Výskumný ústav rastlinnej výroby UCM v Trnave
V článku boli použité okrem citovanej odbornej literatúry aj myšlienky prof. RNDr. Františka Balušku, DrSc., ktorý je jedným z priekopníkov odboru rastlinná neurobiológia. Prednáša na Univerzite Komenského v Bratislave a Bonnskej univerzite v Bonne a je vedúcim laboratória v Inštitúte bunkovej biológie rastlín na univerzite v Bonne.
