Asociatyvi Freepik nuotr.

Ar augalai turi jausmus? Ar jaučia skausmą? Šis klausimas domina ne tik mokslininkus, bet ir daugelį mūsų.

Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro profesorė biofizikė Vilma Kisnierienė sako, kad nors žmonės dažnai augalams be jokio mokslinio pagrindo bando priskirti žmogiškus jausmus, iš tiesų jie nejaučia pasaulio taip, kaip mes – neturi akių, ausų ar jausmų. Tačiau augalai turi jutimus: geba fiksuoti šviesą, prisilietimus, cheminius signalus ir net vibracijas. Per šiuos signalus jie gali atpažinti konkurentus, rasti atramą, perspėti kitus augalus apie grėsmes ir optimizuoti šviesos pasisavinimą. Tai yra jų biologinis tikslas – augti, reaguoti į aplinką, prisitaikyti ir siekti palikti kuo daugiau palikuonių.

Ką iš tikrųjų „patiria“ augalai?

Pasak mokslininkės, augalai tyrimų pasaulyje ilgą laiką buvo tarsi „nustumti į pakraštį“. Atrodė, kad tirti juos nėra prestižas – juk daug kam svarbiausia tik tai, kad augalus galime valgyti. Tačiau evoliuciniu požiūriu be augalų nebūtų ir mūsų: nebūtų nei deguonies, nei gyvybės apskritai.

Šiandien tyrėjai jau turi įrankių patvirtinti tai, kas kadaise skambėjo tik kaip filosofų ar net „gėlių vaikų“ hipotezės. „Dabar galime molekuliniu lygmeniu įrodyti, kad augalai tikrai reaguoja į aplinkos pokyčius. Jie siunčia signalus, atsakus, o mes galime tai fiksuoti ir pagrįsti moksliškai“, – sako profesorė.

Ji primena, kad žmonių pasaulį mes suvokiame per penkis klasikinius jutimus – regą, klausą, uoslę, skonį ir lytėjimą. „Atskiros laboratorijos bando rasti jų atitikmenų ir augaluose. Tai nėra visiškai tikslu, bet tam tikras paraleles galima nubrėžti“, – sako profesorė.

Kaip augalai skiria metų laikus?

Vienas paprasčiausių augalų prisitaikymo pavyzdžių – šviesa. Visi žino fotosintezę kaip energijos šaltinį, tačiau augalui šviesa yra ne tik energija – ji suteikia ir svarbios informacijos. Per šviesą augalai gauna informaciją apie kaimynystėje augančius augalus, paros ir metų laiką, konkurentus ir draugus.

Augalai turi fotoreceptorius, gebančius fiksuoti skirtingas šviesos bangas. Ypač svarbios augalams raudona ir tolimoji raudonoji šviesa. „Už jų fiksavimą atsakingas baltymas fitochromas. Jo veikimo principas augalui leidžia suprasti, ar šalia yra kaimynų, ar dabar rytas ar vakaras, vasara ar ruduo“, – pasakoja mokslininkė.

Vienas aiškiausių to pavyzdžių – daigai. „Jei pasėjame daug sodinukų, visi jie išauga ištįsę, besiveržiantys aukštyn. Taip augalai konkuruoja dėl šviesos: kas pirmas pasieks jos daugiau, tas anksčiau pradės fotosintezę ir turės pranašumą“, – sako profesorė.

Šviesos signalai leidžia augalams prisitaikyti ir prie metų laikų kaitos. „Nors temperatūra dar gali būti vasariška, ilgėjančios naktys ir dominuojanti tolimoji raudonoji šviesa siunčia augalui žinią, kad artėja žiema. Todėl jis pradeda mesti lapus dar iki pirmųjų šalnų“, – paaiškina pašnekovė.

Augalai turi savitus jutiminius kanalus

Augalai neturi nei akių, nei ausų, tačiau tai nereiškia, kad jie negali „pajusti“, kas vyksta aplink juos. VU biofizikė pasakoja, kad augalai informaciją renka ne vienu, o daugybe skirtingų būdų.

„Augalai turi savus jutiminius kanalus: jie gali reaguoti į šviesą, į prisilietimą, į vandenyje ištirpusius junginius ar net į lakias molekules ore“, – sako mokslininkė.

Prof. Vilma Kisnierienė. Asmeninio archyvo nuotr.

Vienas svarbiausių augalų juntamų signalų yra lakieji junginiai – kvapai. „Kai kurie augalai mums atrodo maloniai kvepiantys, kiti – nelabai. Tačiau tai, kas žmogui nemalonu, pavyzdžiui, lipšniažiedžio kvapas, musei yra puikiausias traukos signalas. Augalas pritraukia ją, kad būtų apdulkintas“, – aiškina profesorė. Tokie cheminiai signalai gali būti juntami maždaug metro atstumu, kol jų koncentracija nebesiekia reikiamo lygio.

Dar vienas augalų jutimo būdas – prisilietimas. „Augalų membranose yra specialių baltymų – mechanoreceptorių. Jie leidžia pajusti ir lengvą vabzdžio svorį, ir stiprų vėjo gūsį. Jei augalui reikia apdulkinimo, jis turi atskirti, kada ant jo nutūpė bitė. Jei pučia vėjas, augalas stiprina atraminius audinius. O jei šakos liečiasi tarpusavyje, jis „supranta“, kad šalia yra kaimynas“, – aiškina V. Kisnierienė.

Kai kurie augalai geba net „ieškoti atramos“. „Vijokliniai augalai linkę orientuotis ne į šviesą, o į šešėlį, nes būtent ten dažniausiai yra paviršius, prie kurio galima prisitvirtinti. Jie raudonosios šviesos receptoriais geba atskirti: čia yra šešėlis, vadinasi, čia – mano galimas atramos taškas“, – pasakoja mokslininkė.

Nuodija konkurentus ir padeda gentainiams

Augalai, kaip ir visi gyvi organizmai, nuolat susiduria su pavojais – vabzdžių, grybų ar bakterijų atakomis. Kad nuo jų apsisaugotų, augalai naudoja cheminius „ginklus“, kurie stabdo infekcijų plitimą. Vienas ryškiausių pavyzdžių – lapuose atsirandančios negyvos dėmės, kurios neleidžia ligai išplisti toliau.

Augalai per šaknis geba atskirti šalia augančius augalus – pavyzdžiui, savo palikuonis ar kitus tos pačios genetinės linijos atstovus.

„Jeigu šalia auga giminaičiai, augalai gali nekonkuruoti ir tarsi padėti vieni kitiems. Kai kurie mokslininkai net įvardija tai kaip augalų altruizmą. Tačiau prieš konkurentus augalai gali imtis agresyvių priemonių – išskirti cheminius junginius, kurie slopina konkuruojančių augalų augimą“, – sako profesorė V. Kisnierienė.

Ji priduria, kad kai kurie augalai tiesiogine prasme „nunuodija“ kaimynus, išskirdami tam tikras chemines medžiagas. „Panašiai elgiasi kviečiai – jie geba pristabdyti kai kurių piktžolių plitimą. Po riešutmedžiu, pavyzdžiui, kitų augalų beveik nerasite – jis išskiria cheminius junginius, stabdančius kitų šalia esančių augalų augimą.“

Cheminiai signalai atlieka ir dar vieną svarbią funkciją – padeda apsiginti nuo vabzdžių. Užpuolus vikšrams, augalas gali pradėti sintetinti tam tikras rūgštis, kurios virsta dujomis ir pasklinda po visą augalą. Pavyzdžiui, pomidorų lapai išskiria medžiagas, sutrikdančias vabzdžių virškinimą, ir iš bado kartais vabzdžiai net pradeda valgyti vieni kitus.

Svarbų vaidmenį gynyboje atlieka etileno dujos – klasikinis augalų hormonas, kuris paskleidžia informaciją visiems augalams apie pavojų, padeda augalams atsilaikyti prieš stresą ar patiriamą žalą. Tačiau etilenas taip pat lemia ir lapų kritimą. „Įdomu tai, kad rudenį krentantys lapai skleidžia daugiau etileno, todėl pasivaikščiojimas miške, parke žmogų gali ne tik nuraminti, bet ir, pavyzdžiui, sumažinti galvos skausmą“, – pasakoja profesorė.

Moka „suskaičiuoti“ iki septynių?

Paklausus, ar augalai iš tiesų reaguoja į klasikinę muziką, mokslininkė sako, kad augalai neturi tokios klausos, kaip mes, žmonės, ją suprantame, tačiau jie geba reaguoti į vibracijas – periodinius mechaninius signalus. „Garsas yra mechaninis signalas, o augalai turi mechanoreceptorius, todėl jie geba fiksuoti vibracijas“, – aiškina mokslininkė. Tyrimai rodo, kad tam tikri dažniai gali suaktyvinti fotosintezę, padidinti cukrų kiekį, kas padaro vaisius saldesnius. Tačiau mes kol kas nežinome, kokiu dažniu reikia veikti vynuoges, o kokiu – pomidorus.“

Kai kur rašoma, kad nelaistomi augalai cypia. Pasak mokslininkės, tai nėra cypimas, jie tiesiog siunčia signalus apie patiriamą stresą – sausrą. Vandens trūkumo metu jų ląstelės keičia elektrinį signalą – tai galima užfiksuoti specialiais jutikliais. „Šis elektrinis signalas augale sklinda panašiai kaip nervinis impulsas gyvūnuose ir leidžia, pavyzdžiui, uždaryti žioteles, kad būtų sumažintas vandens garinimas“, – sako tyrėjai.

Įspūdingi yra pavienių augalų pavyzdžiai – jautrusis musėkautas ne tik uždaro savo gaudykles, bet ir „skaičiuoja“ prisilietimus – iki septynių kartų, kol išskiria virškinimo sultis. Tabakas, užpultas vikšrų, pradeda gaminti nikotiną, kad apnuodytų juo užpuoliką, o pelynas į lapų pažeidimus atsako lakiais junginiais, perspėdamas kaimynus.

Net ir toks drebulės „virpėjimas“ – ne atsitiktinis judesys, o gyvybinė strategija: lapai judėdami nori nubaidyti galimus pavojus arba prisitaikyti prie aplinkos. Pasak mokslininkės, pagrindinis augalų tikslas – optimizuoti šviesos pasisavinimą ir augimą. Lapai ir stiebeliai stengiasi neužstoti vienas kito, pasuka didesnius lapus taip, kad fotosintezė vyktų efektyviai.

Stebint medžius vasarą, galima pamatyti, jog lapai išsidėstę taip, kad maksimaliai sugertų šviesą. Toks prisitaikymas rodo, kad augalai siekia išgyventi ir „gyventi gerai“.

„Nors augalai ir nėra panašūs į žmones, nes jų evoliucija vyko savitu būdu, tačiau mes, žmonės, iš jų galime pasimokyti tam tikrų dalykų: gebėjimo ramiai reaguoti, prisitaikyti prie aplinkos ir optimaliai organizuoti savo veiklą.“