Komunikacja między roślinami – artykuł
W dobie rozwijających się social mediów, teleinformatyki i wszechobecnego Internetu, komunikacja międzyludzka jest dla nas czymś codziennym, powszechnym i oczywistym. Jako istoty społeczne przez tysiące lat ewolucji rozwijaliśmy i doskonaliliśmy różne sposoby na przekazywanie informacji. Oczywiste jest, że to samo choć w zdecydowanie mniejszym stopniu tyczy się innych gatunków. Każdy z nas niejednokrotnie słyszał „rozmawiające” ze sobą ptaki czy psy. Należy jednak uświadomić sobie, że komunikacja i porozumiewanie się nie jest tylko domeną świata zwierząt. W przypadku roślin poza oczywistymi sposobami na przekazywanie informacji w obrębie jednego organizmu chociażby przy pomocy enzymów możliwa jest również komunikacja pomiędzy poszczególnymi jednostkami. Mimo, że na pierwszy rzut oka jest to dla nas niedostrzegalne to również rośliny opracowały różne metody na to aby coś zakomunikować innym osobnikom niekoniecznie ze swojego gatunku. Takie mechanizmy były niezbędne aby na drodze ewolucji zapewnić sobie możliwość bezpiecznego rozwoju w trudnych warunkach środowiskowych.
Najlepszym i najprostszym przykładem takiej komunikacji może być tu przesyłanie informacji za pośrednictwem lotnych substancji. Gdy jedna z roślin zostaje zaatakowana przez patogeny, pasożyty lub roślinożerców zaczyna wytwarzać specjalne obronne substancje chemiczne. Część z nich ma za zadanie zwalczanie lub odstraszenie jednak pojawiają się również takie, które mogą zostać odebrane przez inne rośliny dając im tym samym informację o zagrożeniu. Akacja afrykańska po uszkodzeniu liści produkuje związki, które u sąsiadów indukują sygnał odpowiedzialny za stymulację produkcji gorzkich alkaloidów, które skutecznie zniechęcają roślinożerców.
Inną drogą komunikacji jest wykorzystanie systemu korzeniowego. Dzięki szeroko rozwiniętym korzeniom bocznym, włośnikom oraz jak się wydaje głównie strzępkom grzybów biorących udział w mikoryzie, tworzy się podziemna sieć połączeń pomiędzy sąsiadującymi ze sobą roślinami. Taki twór może pełnić kilka funkcji.
W pewnym badaniu wykazano, że roślina pomidora „poinformowana” o zakażeniu przez grzyba chorobotwórczego u swojego sąsiada wykazywała znacząco większą odporność na chorobę ograniczając tym samym straty wyrządzone przez patogen. Analogiczną sytuację zaobserwowano w przypadku ataku mszyc. Po zasiedleniu sąsiednia roślina zaczęła wytwarzać substancje odstraszające, które zniechęcały szkodnika do żerowania. Aby wykluczyć transmisję lotnych substancji w badaniach rośliny zostały od siebie fizycznie odseparowane. Udowodniono również, że poza sygnalizowaniem zagrożeń ze strony innych organizmów możliwe jest przekazywanie danych o zagrożeniach środowiskowych takich jak: susza, niedobór mikroelementów czy nieodpowiednia temperatura.
W obu przypadkach konieczne jednak było stworzenie sieci połączeń opartych na mikoryzie. To dzięki takim „kanałom transmisyjnym” możliwe było przesyłanie cząsteczek substancji, które przekazywały daną informację. Taka forma sygnalizacji nazywana jest komunikacją chemiczną i różni się znacznie od dobrze znanej nam komunikacji elektrycznej wykorzystywanej w naszym układzie nerwowym. Chociaż z pewnością przesył informacji nie będzie odbywał się z taką szybkością jak w wyspecjalizowanych do tego narządach u zwierząt to jednak sama transmisja może być równie efektywna i selektywna pod względem przesyłanych danych dając oczekiwane efekty.
Dodatkowo wspomniana sieć może pełnić inne funkcje. Naukowcy posiadają dowody na to, że poza cząsteczkami sygnałowymi za jej pomocą mogą być również przesyłane substancje pokarmowe do bardziej potrzebujących osobników. W tym przypadku muszą one również uprzednio poinformować o takich niedoborach.
Ta sama metoda komunikacji może być również wykorzystywana na drodze konkurencji. Pewne rośliny jak na przykład orzech amerykański jest w stanie wytwarzać cząsteczki, które hamują rozwój u jego sąsiadów dając mu tym samym oczywistą przewagę.
Kolejną stosunkowo niedawno odkrytą formą „dialogu”, może być komunikacja elektryczna. Transmisja sygnału może następować z ogromną jak na świat roślin prędkością dochodzącą do kilku centymetrów na sekundę. Warunkami kluczowymi jest jak we wszystkich obwodach elektrycznych bezpośrednie fizyczne połączenie między liśćmi. Dopiero poznajemy ten mechanizm indukcji sygnałów i póki co nie wiemy z całą pewnością jak złożone dane mogą być przesyłane w ten sposób oraz czy możliwe jest przekazywanie fałszywych lub szkodliwych informacji jak w przypadku opisanego wcześniej systemu korzeniowego. Jest to jednak niewątpliwie dowód na to, że rośliny tworzą dużo bardziej złożone zależności miedzy osobnikami niż sądzimy. Jako, że za generowanie sygnałów odpowiadają chloroplasty, naukowcy nie wykluczają, że taki model komunikacji może być dostępny nie tylko dla roślin wyższych, ale może pojawiać się również w paprociach, mchach a nawet zielonych glonach.
Jak więc widać komunikacja nie jest wyłącznie związana z królestwem zwierząt. Wszystkie organizmy żywe dążą do tego aby móc wpływać na swoje otoczenie i przekazywać informacje. Choć sposoby mogą być zgoła różne to przyświeca im ten sam cel – lepsze dostosowanie się do panujących warunków i zwiększenie swoich (często w odniesieniu do gatunku, a nie tylko pojedynczego organizmu) szans na przetrwanie. Sam fakt, że wciąż odkrywamy nowe mechanizmy na jakby się mogło wydawać niewidoczną komunikacje świadczy o tym jak wiele zależności istnieje pomiędzy organizmami i jak złożone mogą być nasze ziemskie ekosystemy.
Autor: Paweł Bąk – Specjalista ds. Rejestracji Synthos AGRO
