Pēc Džeka Šulca teiktā, augi ir "tikai ļoti lēni dzīvnieki". Un vaina nepavisam nav izpratne par pamata bioloģiju. Šulcs ir Kolumbijas Misūri Universitātes Augu zinātnes katedras profesors. Četrdesmit gadus viņš pavadīja, pētot augu un kukaiņu mijiedarbību. Viņš zina savas lietas. Tā vietā viņš vērš uzmanību uz vispārējām idejām par mūsu masīvkoka brāļiem, kurus, pēc viņa domām, mēs uzskatām par gandrīz mēbelēm. Augi cīnās par teritoriju, meklē barību, plēsējus un slazdus. Viņi ir dzīvi, tāpat kā jebkurš dzīvnieks, un - tāpat kā dzīvnieki - izrāda īpašu izturēšanos.
“Lai par to pārliecinātos, vienkārši ātri jāšauj augošs augs - tad viņš izturēsies kā dzīvnieks,” aizrauj Olivjē Hamants, kurš studē augus Lionas Universitātē Francijā. Patiešām, ātras kustības uztver apbrīnojamo augu izturēšanās pasauli visā krāšņumā.
Augi vispār bez mērķa nekustas, tas nozīmē, ka viņiem ir jāapzinās apkārt notiekošais. "Augiem ir vajadzīgas arī sarežģītas sensoru ierīces, kas pielāgotas mainīgiem apstākļiem, lai pareizi reaģētu," saka Schultz.
Par ko saulespuķes klusē?
Ko augi jūt? Daniels Hamovics no Izraēlas Telavivas universitātes uzskata, ka viņu izjūtas neatšķiras no mūsu pašu jūtām. Kad Hamovics 2012. gadā nolēma rakstīt “Ko augs zina”, kurā viņš izpētīja augu pieredzi, kas atspoguļota visstingrākajā un modernākajā zinātniskajā izpētē, viņš zināmā mērā bija nobažījies.
“Mani ļoti uztrauca reakcija,” viņš saka.
Reklāmas video:
Un viņa bažas nebija nepamatotas. Apraksti par to, kā augi redz, smaržo, jūt un patiesi zina, atbalsojās Slepenajā augu dzīvē, kas iznāca 1973. gadā ziedu laikmeta paaudzei, bet saturēja ļoti maz pierādījumu. Jo īpaši šī grāmata pilnībā diskreditēja ideju, ka augi pozitīvi reaģē uz klasiskās mūzikas skaņām.
Bet augu uztveres pētījumi ir nogājuši garu ceļu kopš pagājušā gadsimta 70. gadiem, un pēdējos gados augu sensācijas izpēte ir palielinājusies. Šī darba mērķis ir ne tikai parādīt, ka “augiem ir arī jūtas”, bet arī uzdot jautājumus “kāpēc” un “kā” augs izjūt savu vidi.
Schultz kolēģi Misūri štatā Heidi Appel un Rex Cockcroft meklē patiesību par augu dzirdi.
“Galvenais mūsu darba ieguldījums ir atrast iemeslu, kāpēc skaņa ietekmē augus,” saka Appel. Bēthovena simfonija, visticamāk, nepiesaistīs auga uzmanību, bet izsalkušā kāpura pieeja ir cits stāsts.
Savos eksperimentos Appel un Cockcroft atklāja, ka kāpuru košļājamo skaņu ieraksti lika augiem appludināt savas lapas ar ķīmiskajām aizsarglīdzekļiem, kas paredzēti, lai atvairītu uzbrucējus. "Mēs esam parādījuši, ka augi reaģē uz ekoloģiski būtisku skaņu ar ekoloģiski būtisku reakciju," saka Cockcroft.
Vides atbilstība vai piemērotība ir ļoti svarīga. Consuelo de Moraes no Šveices Federālā tehnoloģiju institūta Cīrihē un kolēģi parādīja, ka papildus spējai dzirdēt tuvojošos kukaiņus, daži augi tos var arī saost vai pat tuvumā esošo augu izstaroto lidojošo signālu smaržu, reaģējot uz tuvojošajiem kukaiņiem.
Vēl drausmīgāks ir 2006. gada demonstrācija, ka parazītu augs - vīnogulāju blēdis - izšņauc potenciālo saimnieku. Pēc tam izvairīšanās no gaisa izliekas, saķer nelaimīgo saimnieku un izsūc no viņa barības vielas.
Šķiet, kā šīs darbības atšķiras no mūsējām? Augi kaut ko dzird vai smaržo, un pēc tam rīkojas atbilstoši, kā mēs.
Bet, protams, ir ievērojama atšķirība. "Mēs nezinām, cik līdzīgi smaku uztveres mehānismi ir augos un dzīvniekos, jo mēs daudz nezinām par mehānismiem augos," saka de Mores.
Mums ir deguni un ausis. Kas ir augiem?
Skaidru sensoru ievadīšanas centru trūkums apgrūtina augu maņu izpratni. Tas tā nav - fotoreceptori, kurus augi izmanto, lai "redzētu", ir diezgan labi saprotami, - bet lauks kopumā noteikti prasa turpmāku izpēti.
No savas puses Appel un Cockcroft cer atrast augu daļu vai daļas, kas reaģē uz skaņu. Iespējams, ka kandidāti ir mehānoreceptoru proteīni, kas atrodami visās augu šūnās. Viņi pārveido skaņas viļņu ģenerētos mikrotraumus elektriskos vai ķīmiskos signālos.
Zinātnieki mēģina saprast, vai augi ar bojātiem mehāniskiem receptoriem joprojām var reaģēt uz kukaiņu radīto troksni. Šķiet, ka augiem nav vajadzīgs kaut kas tik apjomīgs kā auss.
Vēl viena spēja, kas mums ir kopīga ar augiem, ir propriocepcija: “sestā maņa”, kas ļauj (dažiem no mums) akli rakstīt, žonglēt un zināt, kur kosmosā atrodas dažādas mūsu ķermeņa daļas.
Tā kā šī sajūta dzīvniekiem nav saistīta ar noteiktu orgānu, tā drīzāk ir balstīta uz atgriezeniskās saites cilpu starp mehāniskiem receptoriem muskuļos un smadzenēs, salīdzinājums ar augiem būs diezgan precīzs. Lai arī detaļas molekulārā līmenī nedaudz atšķiras, augiem ir arī mehanoreceptori, kas atklāj un reaģē uz izmaiņām viņu vidē.
“Vispārējā ideja ir tāda pati,” saka Hamants, kurš ir līdzautors 2016. gada propriocepcijas pētījumu pārskatam. "Līdz šim mēs zinājām, ka augos tas vairāk ir saistīts ar mikrotubulām (šūnas struktūras komponentiem), kas reaģē uz stiepšanos un mehāniskām deformācijām."
Faktiski 2015. gadā publicētajā pētījumā tika atrastas līdzības, kas varētu iedziļināties vēl vairāk un iesaistīt aktīnu - galveno muskuļu audu sastāvdaļu - kā iesaistītu augu propriocepcijā. "Tam ir mazāks atbalsts," saka Hamants, "bet bija pierādījumi, ka bija iesaistītas aktīna šķiedras; gandrīz kā muskuļi."
Šie rezultāti nav vienīgie šāda veida rezultāti. Izpētot augu maņas, zinātnieki sāka atrast atkārtotus modeļus, norādot uz dziļām paralēlēm ar dzīvniekiem.
2014. gadā Šveices Lozannas universitātes zinātnieku grupa parādīja, ka, kad kāpurs uzbrūk Arabidopsis augam, tas izstaro elektriskās aktivitātes vilni. Elektriskās signalizācijas klātbūtne augos ir tālu no jaunas idejas - fiziologs Džons Burdons-Sandersons to ierosināja kā Venēras mušu darbības mehānismu jau 1874. gadā, taču, kas patiešām ir interesants, ir loma, kuru spēlē molekulas - glutamāta receptori.
Glutamāts ir vissvarīgākais neirotransmiters mūsu centrālajā nervu sistēmā, un tam ir tieši tāda pati loma augos, ar vienu būtisku atšķirību: augiem nav centrālās nervu sistēmas.
"Molekulārā bioloģija un genomika mums saka, ka augus un dzīvniekus veido pārsteidzoši ierobežots molekulāro" celtniecības bloku "komplekts, kas ir diezgan līdzīgs," saka Fatima Tsverchkova, Kārļa universitātes pētniece Prāgā, Čehijas Republikā. Elektriskā komunikācija attīstījās divos dažādos veidos, katru reizi izmantojot celtniecības bloku komplektu, kas it kā izraisīja plaisu starp dzīvniekiem un augiem pirms 1,5 miljardiem gadu.
“Evolūcijas rezultātā ir izveidoti vairāki iespējamie saziņas mehānismi, un, lai arī jūs tos varat iegūt dažādos veidos, pamatvirziens ir vienāds,” saka Hamovičs.
Sapratne, ka šādas līdzības pastāv un ka augiem ir daudz lielāka pasaules izjūta, nekā liecina to izskats, ir izraisījusi daudzus ievērojamus apgalvojumus par "augu intelektu" un pat aizsākusi jaunu disciplīnu. Elektriskā signalizācija augos bija viens no galvenajiem faktoriem "augu neirozinātnes" dzimšanā (termins tiek lietots pat tad, ja augiem trūkst neironu), un šodien ir augu pētnieki, kas pēta ne-augu apgabalus, piemēram, atmiņu, mācīšanos un problēmu risināšanu.
Šāda domāšana ir likusi Šveices likumdevējiem pat uzrakstīt rokasgrāmatu par “augu cieņas” aizsardzību neatkarīgi no tā, ko tas nozīmē.
Kaut arī daudzi tādi termini kā "augu intelekts" un "augu neirozinātne" tiek uzskatīti par vairāk metaforiskiem, tie tiek kritizēti. “Vai es domāju, ka augi ir inteliģenti? Es domāju, ka augi ir sarežģīti,”saka Hamowitz. Un sarežģītību nevajadzētu sajaukt ar intelektu.
Tādējādi, lai arī ir ļoti noderīgi aprakstīt augus antropomorfā izteiksmē, ir ierobežojumi. Bīstamība ir tāda, ka mēs varam uzskatīt augus par zemākām dzīvnieku versijām, kas nepavisam nav taisnība.
“Mēs, kas studējam augus, labprāt runājam par augu un dzīvnieku dzīvesveida līdzībām un atšķirībām, iepazīstinot plašajai sabiedrībai ar pētījuma rezultātiem,” saka Tsverčkova. Bet viņa arī uzskata, ka atkarība no dzīvnieku metaforām, aprakstot augus, rada problēmas. "Es gribu izvairīties no šādām metaforām, lai izvairītos no parasti neauglīgajām diskusijām par to, vai burkāni sāp, kad sakoduši."
Augi ir izcili spējīgi darīt to, ko viņi dara. Viņiem var nebūt nervu sistēmas, smadzeņu vai citu sarežģītu funkciju, taču viņi mūs pārspēj citās jomās. Piemēram, kaut arī tiem nav acu, tādiem augiem kā Arabidopsis ir vismaz 11 fotoreceptoru veidi, savukārt mums ir tikai 4. Tas nozīmē, ka viņu redze ir sarežģītāka nekā mūsu. Augiem ir dažādas prioritātes, un to maņu sistēmas to atspoguļo. Kā savā grāmatā atzīmē Hamowitz, “gaisma augam ir ne tikai signāls; gaisma ir pārtika."
Tāpēc, kaut arī augi saskaras ar tādām pašām problēmām kā dzīvnieki, to maņu spējas veido to galvenās atšķirības. “Augu sakņošanās - tas, ka tie nepārvietojas - nozīmē, ka viņiem ir daudz vairāk jāapzinās sava vide nekā man vai jums,” saka Hamovics.
Lai pilnībā novērtētu, kā augi uztver pasauli, ir svarīgi mainīt attieksmes paradumu pret augiem. Briesmas ir tādas, ka, ja cilvēki salīdzina augus ar dzīvniekiem, viņi aizmirsīs agrāko vērtību. Augi jāuzskata par interesantām, eksotiskām un pārsteidzošām dzīvām lietām, nevis mēbelēm. Un mazākā mērā - cilvēku uztura un biodegvielas avots. Šī attieksme būtu izdevīga visiem. Ģenētika, elektrofizioloģija un transposonu atklāšana ir tikai daži to jomu piemēri, kas sākās ar augu izpēti, un visi šie pētījumi zināmā mērā izrādījās galvenā bioloģijā.
No otras puses, apzināšanās, ka mums var būt kaut kas kopīgs ar augiem, var būt iespēja atzīt, ka mēs esam vairāk augu, nekā domājām, tāpat kā augi ir vairāk dzīvnieku, nekā domājām.
"Mēs, iespējams, esam mehāniskāki, nekā mēs domājām," secina Hamowitz. Pēc viņa domām, šīm līdzībām vajadzētu norādīt uz pārsteidzošo augu sarežģītību, kā arī kopējiem faktoriem, kas savieno visu dzīvi uz Zemes. Un tad mēs sāksim vērtēt vienotību bioloģijā.
ILYA KHEL