Pranešime spaudai rašoma, kad verta stabtelėti ir pagalvoti, bet visų pirma atsiriboti nuo homocentrinio pasaulio suvokimo. Prisiminti, kad augalai yra ne tik nuolatiniai mūsų gyvenimų palydovai, bet ir paslaptingi organizmai, žymiai anksčiau apgyvendinę žemę nei žmogus, svarsto Dr. Vilma Kisnierienė.
Problemos, su kuriomis savo gyvenamoje aplinkoje susiduria augalai, savo sudėtingumu tikrai nenusileidžia mūsų problemoms. Augalams reikia optimizuoti resursų naudojimą - šviesos, vandens, mineralų, būti pasiruošusiems susidoroti su eile nenumatytų biotinių ir abiotinių stresorių, reikia užtikrinti palikuonių gausą ir optimalų augimą. Augalai negali palikti blogos aplinkos, negali nulėkti prie upės pasiieškoti vandens ar maisto, negali nueiti į vakarėlį susirasti partnerio. Kadangi maistinių medžiagų, reikalingų augalams, paprastai yra greta, judėti augalams niekada nereikėjo. Bet vien todėl, kad nematome, kaip augalai juda, nereiškia, jog augalų pasaulis nėra dinamiškas, arba kad augalams nereikalingas mąstymas. Augaluose ir tarp augalų vyksta labai įdomus gyvenimas. Augalams būdingi jutimai, aplinkos pažinimas, kuris lemia tam tikrą elgesį, sprendimų priėmimą, ir, galime sakyti, tam tikras sumanumas arba protas. Augalai turi pamatyti, kur yra jų maistas. Jie turi jausti orų sąlygas, užuosti pavojų. Taigi, augalai turėjo susikurti labai jautrius ir sudėtingus sensorinius bei prisitaikymo mechanizmus, leidžiančius išgyventi kintančiomis aplinkos sąlygomis.
Kai mes persikeliame į ląstelių lygmenį, paaiškėja, kad augalų ir gyvūnų ląsteliniai procesai labai panašūs. Bet neturėtume pamiršti, kad augalų ląstelėse yra stebuklingos organelės - chloroplastai, todėl augalų ląstelėse vykstančių procesų valdymas yra žymiai sudėtingesnis. Augalai sugeba pasigaminti energijos, o gyvūnai, kaip ir žmogus, yra tik vartotojai. Augalai perduoda signalus ne tik iš ląstelės į ląstelę, iš šaknų į lapus, bet ir vieni kitiems. Derinami viduląsteliniai signalai bei signalai, gaunami iš aplinkos. Augaluose egzistuoja tam tikras informacinis tinklas ir jis kontroliuojamas bei valdomas. Atidžiau pažvelgę į sudėtingą ir nuostabų augalų pasaulį tirdami juos biofizikiniais metodais, atrastume, kad augalai gali generuoti elektrinius signalus informacijai perduoti, koordinuodami viso augalo augimą ir vystymąsi. Pavyzdžiui, naudodami elektrinius signalus, augalai puikiai sprendžia sausros problemą. Augalai turi poras - žioteles, per kurias vyksta dujų apykaita fotosintezės metu. Bet per poras išgaruoja vanduo. 95-97% vandens, pasisavinto per šaknų sistemą, yra prarandama šio proceso metu. Vienas iš sprendimų - žiotelės yra atviros dienos metu (kai vyksta fotosintezė) ir užvertos naktį (kad augalai susigrąžintų per dieną prarastą vandenį). Bet jei dirvožemis išdžiūvo, vandenį pradėti taupyti reikia nedelsiant. Kaip informacija nukeliaus iš šaknų, kuriose yra drėgmės sensoriai, į lapus? Augalai generuoja elektrinius impulsus, kurie yra pakankamai panašūs į žmogaus nervinius impulsus. O jei atsiranda panašumas į žmones - lengviau patikėti, kad augalai taip pat gali mąstyti.
Kaip augalai bendrauja tarpusavyje? Ar augalai padeda vieni kitiems? Galėtume atsakyti - žinoma. Tačiau įdomu, kokiu būdu tai vyksta. Augalai gali „tarpusavyje susikalbėti“ keliais skirtingais keliais. Pats paprasčiausias signalų perdavimo būdas - ore sklindančiomis lakiomis cheminėmis medžiagomis. Ar atkreipėte dėmesį, kad giedrą dieną augalai kvepia kitaip, nei apsiniaukusią, ryte - kitaip nei dieną. Ar pagalvojote, kodėl ir kam? Ar galime sakyti, kad augalai užuodžia? Kas yra kvapas? Kai užuodžiame kvapą, mes jaučiame tam tikras lakias (ore tirpias) chemines medžiagas ir reaguojame. O augalai? Be to, jie jaučia dirvožemyje ištirpusius cheminius junginius šalia šaknų, panaudodami ir siūlinį grybų hifų tinklą. Yra duomenų, kad augalai reaguoja į įvairaus dažnio garsą, galbūt jaučia net ultragarsą. Bet čia turėtume nusileisti į požeminį pasaulį, kuris nuo mūsų akių slepiamas ir sunkiai tyrinėjamas. Augalai gyvena socialinį gyvenimą, kurį mokslininkai tik pradeda suprasti.
Nėra jokių abejonių, kad augalai reaguoja į kitų augalų užuominas. Pavyzdžiui, klevą užpuolus vabalams, ore pasklinda cheminės medžiagos - feromonai, kuriuos „užuodžia“ kaimyniniai medžiai. Jie pradeda gaminti apsauginius cheminius junginius, padėsiančius kovoti prieš artėjančią vabalų ataką. Augalai gali ir apsiginti. Dauguma mūsų esame įsidūrę, nusideginę, įsipjovę ar kitaip „nuskriausti“ augalų. Tai fizinė gynyba, nulemta genetikos ir evoliucijos. Bet panaudoti cheminę gynybą – išskirti priešus atbaidančius ar toksiškus junginius, o dar geriau - pritraukti žolėdžių priešus, kad jie už augalus atliktų žudiko vaidmenį, reikalingas tam tikras mastymas. Lakiomis organinėmis molekulėmis perduoti informaciją ir aktyvinti sisteminius gynybinius atsakus tame pačiame augale ar net perspėti kaimynus (tos pačios ir net skirtingų rūšių) kainuoja nemažai energetinių resursų, kurių augalai paprastai veltui nešvaisto. Negana to, tarp giminaičių komunikacija yra efektyvesnė.
Vadinasi, augalai geba atskirti savus nuo svetimų. Kiekvienas augalas naudoja signalus savo fiziologinėms reakcijoms koordinuoti, tačiau šia informacija gali pasinaudoti ir kaimyniniai augalai. Todėl galima teigti, jog augalai yra geranoriški. Geranoriški ne tik augalams, bet ir savo geradariams - vabzdžiams apdulkintojams. Apdulkinimo procesas ir biologinės sąveikos slepia daug įdomybių. Pavyzdžiui, dauguma esame valgę figos vaisių, bet ar kas matė figos žiedus? O dar įdomesnis figų apdulkinimo procesas - ypatingas ryšys tarp augalo ir vapsvos blastofagos. Bet apie tai išgirsite paskaitoje.
Kokia augalų išgyvenimo strategija? Augalams būdingas nuolatinis augimas. Augalų lapai ir šaknys auga neatsitiktinai. Reguliuojamas šaknų ilgis ir tankumas, ūglių augimas, lapų išsidėstymas. Keičiantis aplinkos sąlygoms, keičiasi ir augimo kryptis, o aplinkos resursai (maistinės medžiagos, vanduo, šviesa) paimami optimaliu būdu. Augalai yra ieškotojai. Be to, augalai dėl resursų kovoja vieni su kitais arba stengiasi išvengti konkurencijos. Šviesa yra pagrindinis energijos ir informacijos šaltinis.
Reikia augti arba aukščiau augalų, sukuriančių šešėlį, arba į kitą pusę nuo jų, arba prisitaikyti prie žemesnės šviesos intensyvumo. Augalai nustato aplinkos sąlygas, suvokdami šviesos, krintančios ant lapų, kokybę, intensyvumą ir kryptį. Jie naudoja gravitaciją ir šviesą tam, kad susiorientuotų erdvėje ir užimtų optimalią padėtį aplinkoje. Augaluose išvystytas laiko sekimo mechanizmas - cirkadinis laikrodis, leidžiantis numatyti paros temperatūros ir šviesos pokyčius. O tam jau reikalinga atmintis - organizmų gebėjimas gauti naudos iš prieš tai buvusios patirties. Augalų atmintis aiškinama kaip ankstesnė patirtis ir jos nulemti atsakų pokyčiai, kurie gali būti panaudojami augalų derėjimui pagerinti konkrečioje aplinkoje.
Taigi, augalai yra jautrūs ir įžvalgūs, turi tiksliai veikiančią kontrolės sistemą, analizuoja adaptyvaus elgesio kainą ir privalumus, o „kainos - naudos“ analizės pagrindu veikia apibrėžtai ir tikslingai.
Į dr. Vilmos Kisnierienės paskaitą „Ar augalai mąsto?" mokslo festivalyje „Erdvėlaivis Žemė“ kviečiame rugsėjo 15 d. 18 val. VU GMF Biofizikos auditorijoje (M. K. Čiurlionio g. 21, Vilnius).
