Köynnös matkii naapuria, ja mimosa muistaa 40 päivää – kasveilta paljastuu lisää erikoisia kykyjä

Antiikin filosofi Aristoteles luokitteli kasvit alkeellisiksi, matalan tason eläjiksi.

Koska ne kuitenkin kykenevät lisääntymään, kuuluisa ajattelija ei voinut pitää niitä aivan samanlaisina kuin elottomia esineitä – mutta ei kovin erilaisinakaan.

Aristotelesta vaivasi vakava vihreä sokeus. Sen rampauttamalle ihmiselle kasvit näyttäytyvät tapettimaisena taustana, eikä hän ymmärrä niiden merkitystä.

Näin väittää italialainen Stefano Mancuso, joka johtaa Firenzen yliopiston kansainvälistä kasvineurobiologian laboratoriotahttp://www.linv.org/.

Kasvineurobiologian? Mikäs tieteenala se on? Eihän kasveilla ole hermostoa!

Kasveilta tosiaan puuttuvat aivot, eikä niillä ole myöskään silmiä, korvia tai keuhkoja.

Tämä tarkoittaa, että olennaiset toiminnot on hajautettu koko kasviin. Sen jokainen osa on tärkeä mutta ei korvaamaton.

Niinpä kasvinsyöjä voi rohmuta jopa 95 prosenttia kasvin maanpäällisistä osista tappamatta sitä. Runneltu kasvusto jurottaa aikansa ja elpyy.

Kasvien vajavaisuutena on pidetty myös sitä, että ne ovat sessiilejä, paikoillaan kasvavia. Koska kasvit eivät pääse vaaran uhatessa pakoon, niiden on kyettävä tarkkailemaan valppaasti ympäristöään. Siihen ne käyttävät samoja viittä aistia kuin ihmiset ja lisäksi useita sellaisia, joita meillä ei ole, Mancuso uskoo.

Kasvit pystyvät tuntemaan muun muassa kosteuden, painovoiman ja sähkömagneettiset kentät.

Mancusolta on ilmestynyt tänä vuonna suomeksi teos Kasvien vallankumous – Ovatko kasvit jo keksineet tulevaisuuden? ja viime vuonna Alessandra Violanhttps://www.hs.fi/haku/?query=alessandra+violan kanssa kirjoitettu Loistavat kasvit – Mitä tiedämme kasveista ja niiden älykkyydestä?

Kuten nimet kertovat, kirjat käsittelevät kasvien ihmeellisiä kykyjä. Kasvit näkevät, maistavat ja haistavat.

Valolle herkkiä fytokromeja eli väriaineproteiineja on etenkin kasvien lehdissä mutta myös kärhissä, nuorissa versoissa ja jopa puuaineksessa.

Ne reagoivat valon voimakkuuteen ja aallonpituuksiin. Ne säätelevät osaltaan kasvin itämistä, kasvua ja kukintaa.

Jopa kasvien maanalaisissa osissa on valoherkkiä soluja. Niiden avulla juuret hakeutuvat kohti pimeää.

Juuret myös maistavat, missä päin piilee tärkeitä kivennäisaineita. Siihen suuntaan alkaa kasvaa suuri määrä juuria.

Kasvit haistavat haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. Todennäköisesti tuoksut leijuvat sisään lehtien ilmarakojen kautta. Miten tämä tapahtuu, on vielä hämärää.

On epäilty, että lehdissä voisi olla kuljettajaproteiineja, jotka siirtäisivät hajumolekyylejä soluihin, sanoo soveltavan ekologian professori Jarmo Holopainenhttps://www.hs.fi/haku/?query=jarmo+holopainen Itä-Suomen yliopistosta.

Toiseen suuntaan toimivat kuljettajat vievät hajumolekyylit ulos niitä valmistaneesta solusta, ja niitä on jo kuvattu tutkimuksessahttp://science.sciencemag.org/content/356/6345/1334.

Oletpas sinä mimosa, sanotaan, jos loukkaannut turhan päiten. Kasvimaailman herkkis vetää lehdykkänsä suppuun, kun joku vain hipaiseekin sitä.

Tuntomimosan, Mimosa pudica, avulla on todistettu, että kasvi oppii. Tämän havaitsi jo pari sataa vuotta sitten tunnettu luonnontieteilijä Jean-Baptiste Lamarck erikoisella kokeellaan. Hän antoi nuorelle kollegalleen tehtäväksi kuljettaa mimosaruukkuja Pariisin mukulakivikaduilla.

Aluksi kaikki kasvit sulkivat lehtensä tutisevassa kyydissä, mutta eivät pitkään. Ne oppivat, ettei vaunun tärinä ollut vaarallista.

Vuonna 2013 Mancuso työtovereineen toteutti Lamarckin kokeen nykyaikaisen versionhttps://link.springer.com/article/10.1007/s00442-013-2873-7. Ryhmä pani mimosaruukkuja telineeseen, joka pudotti niitä kymmenisen senttiä alaspäin. Noin kahdeksannen kerran jälkeen kasvit lakkasivat suputtamasta lehtiään ilmalennon aikana.

Kun ruukkuja sitten ravistettiin vaakasuoraan, ne sulkivat taas lehdet. Kyse ei siis ollut väsymisestä.

Ryhmä toisti koetta eri pituisten taukojen jälkeen ja sai selville, että mimosa muistaa yli 40 päivää. Satutko itse muistamaan, mitä sinulle tapahtui 40 päivää sitten?

On suuri mysteeri, miten muistamisen mekanismi toimii ilman aivoja.

Entä kuulo? Ei kai kasveilla sentään sitä ole?

Onpas, uskoo viininviljelijä Carlo Cignozzi Italian Montalcinossa. Hän soitti viiniköynnöksilleen https://www.cbsnews.com/news/mozart-classical-music-helps-grapes-grow-italy-vineyard/Mozartinhttps://www.hs.fi/haku/?query=mozartin musiikkia useiden vuosien ajan.

Sulosävelet siivittivät köynnökset kasvamaan paremmin ja kypsyttämään rypäleensä nopeammin kuin hiljaisuudessa pidetyt verrokit. Lisäksi maku oli mehevämpi ja rypäleissä enemmän väriä ja polyfenoleita kuin vertailukasveilla.

Eikä tässä kaikki: soitto piti ötököitä loitolla, minkä ansiosta hyönteismyrkkyjä tarvittiin tavallista vähemmän.

Vaikutus olisi ollut sama, vaikka ämyreistä olisi pauhannut hevimetalli, väittää Mancuso, jonka laboratorio oli mukana kokeessa. Kasvit tunnistavat ääniaaltoja todennäköisesti aistimalla solukalvojen värähtelyjähttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138512000544.

Juuretkin tuntevat värähtelyä ja kasvavat joko sitä kohti tai siitä pois.

Mancuson laboratoriossa on havaittu sekin kummallinen seikka, että juuret ääntelevät. Tutkija arvelee, että naksahdusten kuuloiset äänet syntyvät, kun solut kasvavat ja selluloosasta rakentuneet jäykät soluseinät murtuvat.

Jos juuret sekä vastaanottavat että tuottavat ääniä, keskustelevatko ne? Käydäänkö maan alla kiivaita väittelyitä? Käyttävätkö kasvit äänisignaaleja veden kaikuluotaukseenhttps://www.researchgate.net/publication/315811492_Tuned_in_plant_roots_use_sound_to_locate_water? pohtii Mancuso.

Ei ihme, että monet kasvitieteilijät suhtautuvat hänen tutkimuksiinsa epäillenhttps://yle.fi/uutiset/3-9697248. Ryhmä on kuitenkin saanut artikkeleitaan hyviin kasvitieteellisiin julkaisuihin, ei tosin Sciencen ja Naturen kaltaisiin huippulehtiin.

Pitkään on tiedetty, että kasvit kommunikoivat monin tavoin. Kukista heijastuva valo, kukkien värit ja tuoksut viettelevät pölyttäviä hyönteisiä ja lintuja.

Kasvit viestivät myös erittämällä erilaisia yhdisteitä. Niillä ne käyvät myös biologista sotaa. Ne puolustautuvat aineilla, jotka haisevat tai maistuvat kasvinsyöjistä pahalta tai jopa tappavat.

Ötököiden hyökkäyksen kohteeksi joutunut kasvi voi huutaa apua tuottamalla niin sanottuja infokemikaaleja. Nämä haihtuvat hätäraketit opastavat paikalle tuholaisten viholliset, kuten vihannespunkkeja saalistavat petopunkit tai kirvoja syövät leppäkertut.

Samat aineet saattavat hälyttää naapurikasvit vahvistamaan kemiallista puolustustaan.

Miten viestit kulkevat kasvin sisällä? Tämä kysymys on askarruttanut kasvitieteilijöitä kauan. Hiljattain Science-lehti julkaisi yhden vastauksenhttp://science.sciencemag.org/content/361/6407/1112.

Japanilainen Masatsugu Toyota kollegoineen muunsi yleistä mallilajia hentolituruohoa ja sai hehkumaan ne osat, joissa kalsiumin määrä lisääntyi.

Kun lituruohon lehti leikattiin irti, vauriokohta alkoi loistaa. Hehku kirkastui, himmeni ja eteni kuin aalto, kunnes saavutti toiset lehdet.

Hälytys liikkui noin millimetrin sekunnissa. Hätäsignaalin saavuttamat lehdet alkoivat tuottaa puolustushormoneja.

Tutkijat huomasivat, että signaali tarvitsee kannustimekseen yhtä aminohappoa, glutamaattia. Mekanismi on sama kuin uhatuilla eläimillä: glutamaatti tuuppaa käyntiin viestiketjun hermokanavissa.

Kasveilla ei ole hermokanavia, mutta Holopaisen mukaan niitä saattavat vastata johtojänteet, joissa vesi ja ravinteet liikkuvat.

Mancuso pitää kasveja älykkäinä, koska ne kykenevät ratkomaan ongelmia. Yksi laji on oikea neropatti, sillä se on kehittänyt ällistyttävän ratkaisun kasveille tavalliseen pulmaan, kasvinsyöjien iskuihin.

Boquila trifoliolata -köynnös elää Chilen ja Argentiinan lauhkean vyöhykkeen viidakoissa ja tekee sitä mitä köynnökset tekevät eli kiemurtelee maassa tai kiipeää pitkin viereisiä kasveja.

Hämmästyttävää on, että se jäljittelee aina lähimmän kasvilajin lehtiä. Jos likellä rehottaa kolme erilajista kasvia, sama B. trifoliolata -yksilö muuttaa lehtiensä muodon, koon, värin ja suonituksen yhtä moninaiseksi.

Köynnös osaa matkia ainakin kymmentä eri lajia. Se voi jopa kasvattaa lehdenkärkeen piikin, jos viereisellä kasvilla on sellainen.

Vain sahalaitaa se ei oikein saa luotua, kirjoittavat chileläiset tutkijat Ernesto Gianolihttps://www.hs.fi/haku/?query=ernesto+gianoli ja Fernando Carrasco-Urrahttps://www.hs.fi/haku/?query=fernando+carrasco-urra Current Biology -lehdessähttps://www.cell.com/current-biology/pdfExtended/S0960-9822(14)00269-3.

Mistä kasvimaailman kameleontti tietää, mitä sen pitää jäljitellä?

Tutkijat arvuuttelevat, siirtävätkö jotkin pieneliöt jollain merkillisellä konstilla mallikasvin geenejä jäljittelijälle. Vai tunnistaako köynnös esikuvansa tämän erittämien haihtuvien yhdisteiden perusteella?

B. trifoliolata kuitenkin matkii lähimpiään, vaikka kasvaisi kymmenien eri lajien eritteiden pilvessä.

Vihreä sokeus on yhä yleinen vaivahttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/cobi.12738, vaikka olemme täysin riippuvaisia kasveista.

Kasvikunta muodostaa peräti 99,5 prosenttia biomassasta eli kaikesta elollisesta.

Se hidastaa maapallon lämpenemistä poistamalla ilmasta hiilidioksidia. Se tuottaa meille happea, ruokaa, lääkkeitä, kuituja, rakennusaineita, energiaa – ja valtavasti iloa.

Jos kasvit katoaisivat maapallolta, oman lajimme tarina päättyisi viikoissa. Jos ihminen häviäisi, ei kestäisi kauan ennen kuin horsmat peittäisivät hienoimmatkin saavutuksemme.

Toimittaja Arja Kivipeltohttps://www.hs.fi/haku/?query=arja+kivipelto piti aiheesta luennon Vox Helsinki -tapahtumassa viime viikolla. Kaikki esitykset löytyvät täältähttps://www.hs.fi/tiede/art-2000005891422.html.