Rastliny zažívajúce stres „kričia“

Skutočnosť, že kráľovstvo flóry je oveľa zložitejšie, ako sa na prvý pohľad zdá, je známa už dlhú dobu. V posledných rokoch vedci zistili, že rastliny počujú približujúci sa opeľujúci hmyz, vzájomne sa varujú pred nebezpečenstvami a dokonca vedia počítať.

Ako sa však ukázalo, nie sú to všetky prekvapenia, ktoré svet rastlín skrýva. Nedávno odborníci z Tel Avivskej univerzity prvýkrát zaznamenali zvuky, ktoré vytvára rastlina prežívajúca stres.

Itzhak Khait a jeho kolegovia zistili, že paradajky a tabak vydávajú zvukové signály pri nedostatku vody alebo rezaní stoniek. Je pravda, že frekvencie, pri ktorých rastliny „hovoria“, ľudským uchom nie je možné počuť. Podobná reakcia sa pozorovala pri prerezávaní stoniek. Orezané paradajky produkovali v priemere 25 zvukov za hodinu. Tabak vydával signály trochu častejšie ako počas sucha – v priemere 15-krát za hodinu.

Podľa pozorovaní Chaita a jeho kolegov sa „výkrik“ v závislosti od situácie líšil aj v intenzite. Napríklad dehydratované tabakové rastliny vydávali hlasnejšie zvuky ako strihané.

Vedci to všetko zistili vďaka umelej inteligencii. Naučil sa špeciálny algoritmus na rozpoznanie intenzity a frekvencie vibrácií vyžarovaných zo zelených experimentálnych predmetov a na ich odlíšenie od šušťania listov, zvukov dažďa, vetra a iných skleníkových zvukov sa špecializuje na výskum života rastlín. Vedec už niekoľko rokov študuje molekulárnu biológiu a ekológiu. Vo svojom experimente vedec umiestnil špeciálne mikrofóny vo vzdialenosti 10 centimetrov od rastlín. Citlivé zariadenie zachytilo vibrácie v ultrazvukovom rozmedzí (od 20 do 100 kilohertz).

Prvýkrát vedci dokázali zaznamenať zvuky, ktoré vydávajú rastliny na pomerne veľkú vzdialenosť – asi desať centimetrov.

Experiment ukázal, že v podmienkach nedostatočného zalievania produkujú rastliny paradajok v priemere 35 “výkrikov” za hodinu a tabak 11.

Podobná reakcia bola pozorovaná aj pri rezaní stoniek. Orezané paradajky vytvárali v priemere 25 zvukov za hodinu. Tabak vydával signály trochu častejšie ako počas sucha – v priemere 15-krát za hodinu.

Podľa pozorovaní Khaita a jeho kolegov sa „výkrik“ v závislosti od situácie líšil aj v intenzite. Napríklad dehydrované tabakové rastliny vydávali hlasnejšie zvuky ako strihané.

Vedci to všetko zistili vďaka umelej inteligencii. Špeciálny algoritmus naučili rozoznávať intenzitu a frekvencie vibrácií vyžarovaných z experimentálnych rastlín ako aj odlišovať ich od šušťania listov, zvukov dažďa, vetra a iných zvukov v skleníku.

Ako presne rastliny vydávajú zvuky? Predtým odborníci používajúci senzory umiestnené priamo na stonkách zaznamenávali vibrácie vznikajúce pri tzv. kavitácii (tvorba a výbuch vzduchových bublín vo vnútri xylému). Xylém je rastlinný analóg krvných ciev, ktorého hlavnou úlohou je dodávať vodu a živiny z koreňov do listov.

Khait a jeho kolegovia naznačujú, že zvukové efekty, ktoré identifikujú, môžu súvisieť aj s kavitáciou. Aj keby boli odhady experimentátorov správne, zatiaľ nikto nebol schopný zaregistrovať takéto zvuky v takej značnej vzdialenosti od rastlín.

Tento jav, ktorý objavili izraelskí odborníci, môže mať hlboký biologický význam. Napríklad hmyz dobre vníma ultrazvukové vlny. Preto po vypočutí „volania o pomoc“ môžu niektoré druhy hmyzu odmietnuť uložiť vajíčka na „neperspektívnu“ rastlinu.

Okrem toho je pravdepodobné, že iné rastliny budú „počuť“ výstražný signál o nedostatku vody a môžu dokonca prijať opatrenia na vlastné prežitie, hovoria biológovia.

V predtlači vedeckého článku autori tvrdia, že výsledky experimentu, ktorý získali, pomôžu zmeniť pohľad na kráľovstvo rastlín, ktoré sa doteraz stále považovalo za „pasívne a tiché“.

Mimochodom, Khait a jeho kolegovia sú si istí, že nielen paradajky a tabak „informujú“ o problémoch. V rámci prípravy na ďalší vedecký projekt vedci už zaznamenali ultrazvukové vibrácie vychádzajúce z kaktusu z rodu mammillaria, ako aj z corymbolisu.

Podľa autorov štúdie sa ich objav môže stať novou stránkou v poľnohospodárstve. Počúvaním plodín poľnohospodári vopred určia problém, ako napríklad možný nedostatok vody a zabránia vysychaniu budúcich plodín.

Je potrebné vykonať ďalší výskum a zistiť, či rastliny reagujú rovnako dôrazne na ďalšie dôležité faktory životného prostredia, napríklad na nepohodlnú teplotu a zloženie pôdy.

Zdroj: OZ Biosféra