V-aţi întrebat vreodată ce simte iarba de sub picioarele voastre, ce miroase un măr sau ce vede o gălbenea? Plantele ne stimulează simţurile în mod constant, dar cei mai mulţi dintre noi nu considerăm că şi ele pot fi fiinţe senzoriale. În realitate simţurile sunt extrem de importante pentru plante. Indiferent de ce le rezervă viaţa, ele rămân înrădăcinate în acelaşi loc – nu pot migra în căutarea hranei, nu pot scăpa de invazia lăcustelor şi nici nu pot să îşi găsească adăpost pe timp de furtună.

 

Pentru a putea creşte şi supravieţui  în condiţii imprevizibile, plantele trebuie să îşi cunoască mediul şi să reacţioneze în consecinţă.  Poate că unii oameni nu s-ar simţi în largul lor  să descrie cum văd, aud, miros, gustă şi ating plantele. Cu siguranţă că ele nu au nas, ochi, urechi, gură şi piele, dar în cele de urmează, sper să vă conving că lumea senzorială a plantelor nu este prea diferită de a noastră.

Văzul

Ca şi noi plantele văd lumina. Aşa cum noi avem fotoreceptori în ochii  noştri, plantele îi au şi ele pe ai lor prin intermediul tulpinilor şi al frunzelor.

Ce văd plantele? Răspunsul evident este că, asemeni nouă, ele văd lumina. Fotoreceptorii din tulpini şi frunze le permit să diferenţieze între roşu şi albastru şi chiar să vadă lungimi de undă pe care noi nu le percepem, în zonele de deplasare spre  roşu şi violet ale spectrului. De asemenea, plantele pot vedea direcţia din care vine lumina, pot spune cât de intensă sau difuză este aceasta şi pot discerne de cât timp au fost stinse luminile.

Într-unul dintre ultimele studii ale sale, Charles Darwin arăta cum plantele se înclină spre lumină ca şi cum ar fi înfometate de razele soarelui şi exact aşa şi este. Fotosinteza foloseşte energia luminii pentru a transforma bioxidul de carbon în apă şi zahăr, astfel încât plantele trebuie să detecteze sursele de lumină pentru a se hrăni. Acum ştim că ele fac acest lucru folosind fototropinele – receptori de lumină aflaţi în membranele celulelor din vârful plantei. Fototropinele sunt sensibile la lumina albastră. Atunci când o percep, ele iniţiază o cascadă de semnale care sfârșește prin a ajusta activitatea hormonului auxin. Acesta determină celulele de pe partea tulpinii aflate în umbră să se alungească, înclinând planta înspre lumină.

 

 

Plantele văd lumina roşie prin intermediul receptorilor din frunze numiţi fitocromi. Un fitocrom este un fel de comutator activat de lumină: atunci când este iradiat cu lumină roşie, îşi schimbă conformaţia, astfel încât este alertat să detecteze lumina roşie îndepărtată a spectrului, iar atunci când este iradiat de aceasta revine la forma iniţială de sensibilitate la lumina roşie. Acest mecanism are două funcţii cheie. Le permite plantelor să ”se închidă” la sfârşitul zilei – pentru că  deplasarea spre roşu a spectrului este predominantă la apusul soarelui - şi să se trezească apoi în ziua următoare, atunci când soarele este destul de ridicat pe cer pentru ca lumina roşie să le repornească fitocromii. De asemenea, le permite plantelor să simtă când se află la umbră. Clorofila, principalul pigment necesar fotosintezei, absoarbe lumina roşie, dar nu şi lumina din deplasarea spre roşu a spectrului, astfel că atunci când o plantă este înghesuită de către alte plante, ea va vedea mai multă lumină din deplasarea spre roşu a spectrului decât atunci când creşte în plin soare. Acest fapt influenţează în mod direct nivelul fotocromilor activaţi, cauzând o creştere rapidă a plantei pentru a putea obţine o mai bună expunere la soare.

Fototropinele şi fitocromii sunt complet diferiţi de fotoreceptorii descoperiţi în ochii animalelor, cu toate că toţi conţin o proteină conectată la o vopsea chimică ce absoarbe lumina. Există un singur fel de fotoreceptor comun atât plantelor, cât şi animalelor şi oamenilor. În orele zilei, criptocromii din interiorul celulelor detectează lumina albastră şi ultravioletă, folosind acest semnal pentru a porni ceasul intern al unui organism, aşa  numitul ritm circadian. La plante, acest ceas intern reglementează multe procese, inclusiv mişcările frunzelor şi fotosinteza. Aşa că văzul le ajută pe plante chiar şi să ştie ”cât este ora”.


Pipăitul


Ramurile se leagănă în vânt, insectele se târăsc pe frunze, cârceii viţei caută pe ce să se agaţe: plantele trăiesc într-o lume deosebit de tactilă. Ele sunt chiar sensibile la cald şi frig, ceea ce le face să reacţioneze la vreme modificându-şi rata creşterii sau reglându-şi modul de folosire a apei. Doar atingând sau scuturând o plantă este adesea de ajuns pentru a-i încetini creşterea şi de aceea vegetaţia din locurile bătute de vânt tinde să fie  pipernicită.

Toate plantele pot simţi forţele mecanice într-un anumit grad, dar sensibilitatea tactilă este cea mai evidentă la planta carnivoră  Dionaea muscipula -Venus flytrap (capcana insectelor). Atunci când o muscă, un gândac sau chiar o broscuţă trec peste ea, frunzele sale special adaptate se avântă cu o forţă surprinzătoare, făcând sandviş prada luată prin surprindere şi blocându-i orice cale de scăpare. Venus flytrap (în imagine) ştie când să atace pentru că simte cum prada sa îi atinge perii de pe cei doi lobi ai capcanei. Dar ea nu se închide la orice stimul – cel puţin două atingeri  ale perilor trebuie să aibă loc la 20 de secunde una de cealaltă. Ceea ce ajută planta să se asigure că prada sa are mărimea ideală şi nu va putea să se strecoare afară din capcană după închiderea acesteia.

Mecanismul prin care Venus flytrap îşi simte prada este tulburător de asemănător cu ceea ce simţim noi atunci când o muscă ne umblă pe braţ. Receptorii tactili ai pielii noastre simt insecta şi activează ca un curent electric ce ne traversează nervii până când ajunge la creier, care înregistrează prezenţa muştei şi instigă la un răspuns. Tot aşa, atunci când o muscă se freacă de  perii plantei Venus flytrap, ea induce un curent, care radiază prin frunzele plantei. Acesta activează canale de ioni in membrana celulei şi capcana se deschide brusc – totul petrecându-se în mai puţin de o zecime de secundă.

Deşi majoritatea plantelor nu reacţionează atât de rapid, ele simt stimulii mecanici în acelaşi mod. Ceea ce este cu adevărat fascinant este faptul că şi la nivelul celulelor individuale, plantele şi animalele folosesc proteine similare pentru percepţie. Aceşti mecano-receptori  sunt încorporaţi în membranele celulelor şi atunci când sunt stimulate prin presiune mecanică sau distorsiune, ele permit ionilor încărcaţi să traverseze membranele. Acest fapt creează o diferenţă între sarcina electrică din interiorul şi cea din exteriorul celulei, generând un curent.

Spre deosebire de noi, plantele nu au un creier care să le traducă semnalele  în senzaţii cu conotaţii emoţionale. Cu toate acestea, sensibilitatea lor la atingere le permite să reacţioneze când este necesar şi în modul lor specific la schimbările care au loc în mediul lor.


Mirosul


Toate plantele au un simţ al mirosului. Acesta le permite să comunice între ele, iar studiile arată că ele se coc reacţionând la izul anumitor substanţe chimice.

Iedera parazită cunoscută sub numele de cuscută (torţelul) este câinele poliţist al lumii vegetale, având capacitatea de detectare prin intermediul mirosului. Ea nu conţine clorofilă aproape deloc – clorofila fiind pigmentul pe care majoritatea plantelor îl folosesc pentru a-şi produce hrana - şi de aceea pentru a se hrăni, această plantă parazit trebuie să sugă seva dulce a altor plante. În acest scop, cuscuta foloseşte simţul olfactiv  pentru a-şi vâna prada. Ea poate distinge posibile victime după mirosul acestora, încuibându-se şi parazitând plantele favorite, dar  foloseşte mirosul şi la detectarea specimenelor bolnave, pentru a le putea evita.

Cuscuta este extrem de sensibilă la mirosuri, dar toate plantele au un simţ al mirosului, La animale, senzorii nasului recunosc anumite parfumuri legându-se de  moleculele din aer. Plantele au şi ele receptori care reacţionează la substanţele chimice volatile. Dar ce pot ele mirosi?

În anii 1920, cercetătorii de la Departamentul de Agricultură al SUA au demonstrat că dacă se tratează fructele necoapte cu etilenă, li se induce creşterea. De atunci, a devenit evident că toate fructele emit etilenă în cantităţi considerabile când se află în procesul coacerii, ele pot mirosi această substanţă şi reacţionează la ea prin coacere. O astfel de cantitate de etilenă asigură nu numai coacerea uniformă a fructelor, dar şi pe cea a fructelor învecinate, care se coc împreună producând şi mai multă etilenă, inducând aşa numitul proces de coacere în cascadă. O coacere controlată este importantă pentru că atrage animalele să mănânce fructele şi să împrăștie astfel seminţele. Etilena este un hormon al plantelor care reglementează multe procese, astfel încât capacitatea plantei de a o detecta prin miros are şi alte avantaje, cum ar fi controlul schimbării culorii frunzelor pe timp de toamnă.

Dar mai presus de toate, mirosul le permite plantelor să comunice între ele. Cercetări din anii 1980 au arătat cum rămâneau sănătoşi copaci aflaţi în vecinătatea celor infestaţi de omizi, deoarece frunzele lor conţineau substanţe chimice care le făceau de negustat. Alţi copaci care erau izolaţi de infestare nu produceau aceste substanțe chimice, deci se pare că cei care erau atacaţi de omizi  trimiteau pe calea aerului un mesaj feromonal  care atenţiona copacii sănătoşi să se pregătească pentru un atac iminent. Acum ştim că în acest proces de comunicare prin intermediul mirosului sunt implicate multe substanţe chimice volatile.


Gustul

Gustul unei plante este interconectat cu mirosul la fel ca şi la oameni – numai că plantele îl folosesc pentru a percepe pericolul şi seceta sau chiar pentru a-şi recunoaşte rudele.

Simţurile noastre de miros şi gust sunt legate strâns unul de celălalt. Din punct de vedere conceptual, mirosurile amplifică sau diminuează gusturile percepute de limba noastră. Din punct de vedere fizic, gura şi cavităţile nazale sunt conectate în aşa fel încât nasul nostru poate să colecteze mirosurile eliberate de o anumită mâncare în timpul în care noi o mestecăm. Diferenţa majoră este că mirosul are de a face cu substanţele chimice volatile în timp ce gustul  percepe substanţele chimice solubile.

Cele două simţuri sunt, de asemenea, conectate şi la plante. Acest lucru se poate observa cel mai bine urmărind reacţia plantelor atunci când sunt atacate de insecte sau bacterii patologice. Aşa cum s-a văzut deja, plantele care sunt atacate emit o serie de substanţe chimice volatile pentru a-şi preveni vecinii, dar una dintre acestea este importantă în mod deosebit: metil-jasmonatul. Aici intervine gustul. Deşi metil-jasmonatul este un gaz şi deci o moleculă eficientă, care îndeplineşte rolul de mesager pe calea aerului, acesta nu este foarte activ la plante. În schimb atunci când se împrăştie în interior prin stomate – porii de pe suprafaţa frunzei- el se transformă în acidul jasmonic hidrosolubil. Acesta se ataşează de un receptor specific din celule şi declanşează reacţiile de apărare ale frunzei. La fel cum limba noastră conţine receptori pentru diferitele gusturi ale moleculelor din mâncare, tot aşa plantele conţin receptori pentru diferitele molecule solubile, deci şi pentru acidul jasmonic.

Pentru că gustul implică substanţe chimice solubile, poate că nu este surprinzător că marea parte a simţului gustului la plante se află în rădăcinile acestora, care sunt înconjurate de pământ şi apă. Un experiment clasic demonstrează că plantele se folosesc de mesaje chimice subterane pentru a-şi recunoaşte rudele din vecinătatea lor. De asemenea, mai există şi comunicarea de la o rădăcina la alta între plante vecine care nu sunt înrudite. Atunci când un rând de plante a fost supus unor condiţii de secetă, doar într-o oră mesajul a ajuns la plantele care se aflau la cinci rânduri mai încolo, iar acestea şi-au închis stomatele pregătindu-se pentru lipsa de apă. Alte plante care se aflau la fel de aproape, dar care nu au fost conectate prin rădăcini  nu au reacţionat la mesaj. Ceea ce înseamnă că mesajul a fost transmis de la o rădăcina la alta, probabil sub forma unei molecule solubile.


Auzul

Muzica nu este relevantă pentru plante din punct de vedere ecologic, dar sunt sunete pe care dacă le ”aud”, le-ar putea avantaja.
Probabil că aţi auzit poveşti contradictorii despre preferinţele muzicale ale plantelor. Unii oameni sunt convinşi că ele înfloresc atunci când sunt expuse la muzică clasică, iar alţii sunt de părere că muzica heavy metal sau genul de muzică jazz-bebop le face bine plantelor. În mod straniu, gusturile muzicale ale plantelor dovedesc o remarcabilă congruenţă cu cele ale oamenilor. Deşi cercetările în acest domeniu au o lungă istorie, cea mai mare parte a acesteia nu este foarte ştiinţifică şi dacă ne gândim mai bine, experimentele care studiau muzica şi plantele erau condamnate chiar de la început. Nu evaluăm capacitatea de vizualizare a unei plante arătându-i o planşă de consultaţie oculară şi cerându-i să citească rândul de jos. Tot aşa nici capacităţile olfactive nu se măsoară prin abilitatea plantei de a face diferenţa între Channel 5 şi Old Spice.

Muzica nu este relevantă pentru plante din punct de vedere ecologic, deci nu trebuie să ne aşteptăm ca ele să fie acordate pe frecvenţa muzicii. Dar există sunete  pe care dacă le aud, le-ar putea avantaja. În această categorie intră şi vibraţiile produse de insecte, cum ar fi bâzâitul albinelor sau bătaia aripioarei unui păduche, sau chiar sunete abia perceptibile care ar putea fi produse de organisme şi mai minuscule. Plantele pot chiar avea capacitatea de a detecta anumite sunete produse de alte plante. De exemplu, cercetătorii de la Institutul de ştiinţă a  Plantelor din Bern, Elveţia, au înregistrat recent vibraţii ultrasonice emise de  pini şi stejari în timpul unei perioade de secetă, aceştia semnalând probabil şi celorlalţi copaci să se pregătească pentru condiţii de uscăciune.

Stefano Mancuso de la Laboratorul Internaţional pentru Neurobiologia Plantelor de la Universitatea din Florenţa, Italia, a început împreună cu colegii săi să implementeze standarde riguroase pentru studierea auzului plantelor. Rezultatele preliminare arată că rădăcinile porumbului se îndreaptă în timpul creşterii spre anumite frecvenţe şi vibraţii. Dar şi mai surprinzătoare este descoperirea lor că rădăcinile înseşi pot, de asemenea, emite unde sonore.

Până în prezent nu se cunoaşte cum poate o plantă să producă semnale sonore, ca să nu mai vorbim despre faptul că nu se cunoaşte nici cum pot plantele să detecteze sunetele.

Dacă această cercetare va progresa, atunci ni se va confirma că plantele deţin aceleaşi cinci simţuri ca şi animalele.
Oricum, nu poate exista nicio îndoială că plantele sunt organisme conştiente senzorial, de sine stătătoare.




Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului plant senses, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Daniela Albu