W przeszłości rośliny były uważane za organizmy mniej rozwinięte i pozbawione zmysłów. Jednak dzisiaj wiemy, że to nieprawda. Rośliny posiadają wiele zmysłów, w tym zdolność do widzenia bez oczu, reagowania na dotyk, porozumiewania się zapachem i odczuwania smaku. Oprócz tego, potrafią wyczuwać siłę ciężkości, wielkość pól elektromagnetycznych i poziom wilgotności oraz analizować różnice stężeń substancji chemicznych.
Profesor Stefano Mancuso z Uniwersytetu Florenckiego, dyrektor Międzynarodowego Laboratorium Neurobiologii Roślin, twierdzi, że rośliny są od nas znacznie wrażliwsze i dysponują przynajmniej 15 zmysłami. Jednak nie wszyscy badacze zgadzają się z tym podejściem. Profesor Kazimierz Trębacz, kierownik Zakładu Biofizyki na Wydziale Biologii i Biotechnologii UMCS oraz dr Danuta Solecka z Instytutu Biologii Eksperymentalnej i Biotechnologii Roślin Uniwersytetu Warszawskiego uważają, że rośliny posiadają pięć lub sześć zmysłów, a nie przynajmniej 15.
Rośliny dzięki zmysłom postrzegają świat na wiele sposobów
W każdym razie, rośliny są organizmami wrażliwymi i zdolnymi do postrzegania świata na wiele sposobów. Ich zmysły są konieczne do przeżycia, wzrostu, rozmnażania i samoobrony.
Profesor Daniel Chamovitz, dyrektor Centrum Biologii Roślin Manna przy Uniwersytecie w Tel Awiwie, jest zdystansowany wobec koncepcji, że rośliny i zwierzęta są podobne na poziomie genetycznym. W swojej książce „Zmysłowe życie roślin” pisze, że mimo podobieństw, rośliny i zwierzęta to dwa różne zespoły dostosowawcze wykształcone przez ewolucję.
Jednakże nie ma wątpliwości, że rośliny są świadome siebie i otaczającego środowiska, pamiętają przeszłość i reagują na sygnały ze środowiska. Ich budowa modułowa, rozproszone zmysły i brak centrum dowodzenia sprawiają, że są bardzo elastyczne i trwałe. Potrafią żyć w ekstremalnych warunkach i przetrwać katastrofy. Stanowią one 80% masy wszystkich stworzeń na Ziemi, a sposób, w jaki reagują na bodźce i wykorzystują je do własnego rozwoju, jest fascynujący.
Rośliny wyginają się ku światłu. Ten proces nazywamy fototropizmem. Karol Darwin z synem Francisem przeprowadzili eksperyment na siewkach mozgi kanaryjskiej. Chcieli poznać, która część rośliny widzi. Jednej rośliny nie ruszali, drugiej przycięli wierzchołek. Trzecią i czwartą przykryli nieprzezroczystym oraz przezroczystym kapturkiem, a w piątej przesłonili środkową część pędu ciemną rurką.
Po trzymaniu roślin w ciemności, zapalili lampę. Pierwsza, czwarta i piąta siewka wygięły się w stronę światła. Natomiast obcięta i przykryta ciemnym kapturkiem nie ruszyła się. W ten sposób Darwinowie dowiedli, że „okiem” rośliny jest jej wierzchołek. Reaguje on na bodźce świetlne i przekazuje informacje do środkowej części pędu, by nakłonić go do wygięcia się w określonym kierunku.
Zmysł wzroku u roślin jest jednak bardziej złożony niż u ludzi. Rośliny nie mają układu nerwowego, który przekładałby sygnały świetlne na obrazy w mózgu. Posiadają jednak więcej fotoreceptorów rozmieszczonych na różnych częściach rośliny. Fotoreceptory te pozwalają roślinom na precyzyjne odbieranie sygnałów ze środowiska i reagowanie na nie.
U rzodkiewnika pospolitego, rośliny laboratoryjnej, odkryto aż 11 różnych typów fotoreceptorów. Rośliny reagują na szerszy zakres promieniowania niż ludzie. Światło, które dla nas jest słabo widoczne, takie jak światło gwiazd, może wpłynąć na wzrost niektórych roślin. Fotoreceptory absorbują różne długości fal promieniowania, takie jak czerwone, podczerwone, niebieskie i ultrafioletowe.
Rośliny posiadają niesamowite właściwości
Te złożone sygnały z różnych fotoreceptorów pozwalają roślinie dostosować wzrost do zmieniających się warunków otoczenia. Niektóre informują roślinę, kiedy zacząć kiełkować lub wygiąć się ku światłu. Inne mówią, kiedy zakwitnąć, a kolejne informują, czy jest dużo światła, półmrok lub noc. Rośliny potrafią również mierzyć czas lub rozpoznawać, czy rosną w tłumie czy samotnie. Rośliny nie tylko absorbują światło, ale także rozpraszają jego nadmiar, gdy pochłaniana „porcja” jest zbyt duża.
W 1905 roku botanik Gottlieb Haberlandt postawił tezę, że rośliny mogą widzieć obraz za pomocą komórek epidermy. Komórki te mają kształt wypukłych soczewek, co pozwala na rzutowanie obrazu na warstwę komórek znajdujących się poniżej. Funkcjonują one jak oczka proste, podobne do fasetek u bezkręgowców. Ta kontrowersyjna teoria, choć poparta przez Francisa Darwina, została zapomniana.
Jednak niedawno prof. Stefano Mancuso i prof. Frantisek Baluska z University of Bonn badali tropikalne pnącze Boquila trifoliolata. Odkryli, że ta roślina potrafi zmieniać kształt, rozmiar i barwę, imitując gospodarza, po którym się wspina. Wykazano również, że niektóre mikroskopijne algi, zwane bruzdnicami, mają złożone przyoczka, struktury odpowiadające rogówce i siatkówce.
Receptory czuciowe u roślin
Podobnie jak u ludzi, rośliny posiadają receptory czuciowe, które aktywizują się w odpowiedzi na bodźce fizyczne. Rośliny również reagują na bodźce fizyczne, modyfikując swój rozwój tak, by jak najlepiej przystosować się do otaczającego środowiska. Na przykład drzewa rosnące w górach smagane wiatrem, deszczem i śniegiem wykształcają niskie i grube pnie oraz ograniczają rozrost konarów. W warunkach laboratoryjnych wykazano, że często dotykane rzodkiewniki stały się bardziej przysadziste i zakwitły później.
Rośliny posiadają również niezwykle czuły zmysł dotyku. Na przykład pnącze harbuźnika kolczastego, rośliny z rodziny dyniowatych, wyczuwa nić ważącą ledwie pół grama, podczas gdy człowiek reaguje dopiero na ciężar dwóch gramów. Mięsożerna muchołówka zamyka się, jeśli zostaną poruszone przynajmniej dwa włoski w ciągu 20 sekund. To daje gwarancję roślinie, że ofiara ma optymalną wielkość i nie uda jej się wydostać.
Korzenie roślin potrafią wyczuć ważne dla nich substancje chemiczne w śladowych ilościach z odległości kilku metrów. Kiedy wyczuwają substancje odżywcze, zwracają się ku nim i rosną na odpowiednią długość, by je zaabsorbować. Jeśli natomiast zlokalizują metale ciężkie, takie jak ołów, kadm czy chrom, kierują się w przeciwną stronę, by uciec od niebezpieczeństwa.
Nieoczywisty sposób na wezwanie pomocy
Receptory chemiczne na częściach nadziemnych rośliny rozpoznają na przykład ślinę gąsienic. Po jej wyczuciu zboża, bawełna czy buraki wytwarzają substancje przywołujące na pomoc inne owady, na przykład pasożytnicze osy składające jaja w larwach motyli.
Rośliny mają też niebywałą zdolność unieszkodliwiania niektórych bardzo groźnych dla człowieka substancji, które zazwyczaj on sam produkuje. Przykładem jest stosowany w przemyśle tworzyw sztucznych trichloroetan, który nie rozkłada się, trwale zanieczyszczając złoża wody w krajach uprzemysłowionych. Rośliny potrafią go absorbować.
Rośliny posiadają zdolność do wykrywania zapachów, zarówno swoich, jak i innych osobników. Mogą wyczuć, że ich sąsiad został przycięty lub zjada go gąsienica. W przeciwieństwie do ludzi, którzy posiadają setki różnych typów receptorów węchowych, rośliny wyczuwają lotne związki chemiczne, a sygnały te wywołują u nich reakcje fizjologiczne. Choć rośliny nie posiadają układu nerwowego ani nosa, to wciąż potrafią wykorzystać lotne związki chemiczne do komunikacji. Miliony związków chemicznych tworzą roślinny język, którego zasad nie do końca rozumiemy. Każdy związek przekazuje precyzyjną informację, na przykład ostrzega przed niebezpieczeństwem, wyraża przychylność lub niechęć.
Eksperymenty przeprowadzone przez Martina Heila z Centrum Badań i Zaawansowanych Studiów w Irupato w Meksyku wykazały, że liście zaatakowane przez owady wydzielają gaz zwany jasmonianem metylu. Natomiast te zarażone przez bakterie emitują salicylan metylu. Te lotne komunikaty docierają do zdrowych części rośliny. Inicjują działania ochronne prowadzące do chemicznego wyścigu zbrojeń. Roślina może na przykład otoczyć zarażone miejsce kordonem martwych komórek. W ten sposób zapobiega rozprzestrzenianiu się wirusów, grzybów czy bakterii.
W odpowiedzi na atak owadów może też wydzielać substancję chemiczną, która sprawia, że liście staną się niesmaczne, a przez to niejadalne lub trujące (słyną z tego pomidory). Potrafi też zwabić owady drapieżne, które uwolnią ją od agresorów. Rośliny w pobliżu również korzystają z tej zapachowej konwersacji, zdobywając informacje przydatne do ich własnej ochrony. Wyjątkowe jest to, że nawet bardzo odmienne gatunki wyrażają tę samą informację tymi samymi „słowami”.
Badania nad reakcją roślin na muzykę
Nie wszyscy badacze podzielają hipotezę, że rośliny reagują na muzykę. Od czasu nieudanej próby Darwina, który sprawdzał, czy mimoza zareaguje na grę na fagocie, badania nad sprawnością słuchową roślin nie nabrały rozmachu. Ukazała się ledwie garść publikacji o ich reakcji na dźwięki. Większość nie spełniała wysokich standardów naukowych. Wiele doniesień obaliło natomiast tezę, jakoby rośliny potrafiły słyszeć.
Profesor Chamovitz sugeruje, że niektóre rośliny mogą odbierać dźwięki wytwarzane przez maleńkie organizmy. Są one niewykrywalne dla większości narzędzi badawczych. Z kolei profesor Mancuso uważa, że rośliny odbierają drgania za pomocą rozsianych mechanoreceptorów, podobnie jak węże czy krety, które nie wykształciły uszu. Dr Agnieszka Hanaka mówi, że zaatakowane przez gąsienice liście prawdopodobnie „słyszą” wibracje liści spowodowane przeżuwaniem przez roślinożerców. Co więcej, odróżniają wibracje wywołane atakiem owada od wiejącego wiatru.
