Tutkimus: Kasvit varoittavat naapureitaan ”hajukielellä”

Kasvit viestivät toisilleen hajujen avulla. Kommunikoinnin on kuitenkin pitkään ajateltu olevan salakuuntelua – kasvin sisäisestä viestinnästä syntynyt sivutuote.

On arveltu, että kun esimerkiksi puu lähettää oksiensa välillä ilman kautta viestejä, toiset kasvit ovat oppineet nappaamaan ne salaa.

Nyt uusi tutkimus kertoo, että kyse on muustakin kuin vakoilusta: saman lajin kasveilla on oma ”hajukielensä”, jolla ne näyttävät tarkoituksellisesti varoittavan toisiaan tuhohyönteisistä.

”Tämä tutkimus antaa ensimmäistä kertaa viitteitä siitä, että kommunikaatiosta voi olla hyötyä myös viestin lähettäjälle”, sanoo tutkijatohtori Aino Kalske https://www.hs.fi/haku/?query=aino+kalskeTurun yliopistosta. Hän on Current Biology -tiedelehdessä julkaistun tutkimuksen https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)31027-9?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982219310279%3Fshowall%3Dtrue#%20pääkirjoittaja.

 

Joillakin kasvilajeilla on jopa omia murteita.

Kansainvälinen tutkimusryhmä teki kokeita korkeapiiskulla, Solidago altissimmalla. Koealat sijaitsivat New Yorkin osavaltiossa Yhdysvalloissa.

Kun lehtikuoriaisen toukka käy syömässä korkeapiiskua, kasvi muuttaa ilmoille päästämiensä haihtuvien yhdisteiden suhteita ja määrää. Se alkaa käytännössä siis haista erilaiselta.

”Yksittäisiä yhdisteitä voi ajatella sanoiksi, ja viestit muodostuvat eri yhdisteiden suhteellisista osuuksista”, Kalske selittää ”hajukielen” toimintaa.

Naapurikasvit pystyvät sitten haistamaan hajumuutoksen ja valmistautumaan itsekin hyökkäykseen. Naapurit kohottavat usein puolustuskykyään lisäämällä erilaisten kemiallisten yhdisteiden määrää lehdissään. Näin ne yrittävät valmistautua tuholaisten saapumiseen ja muuttuvat pahemman makuisiksi.

 

Muuttunut haju voi muistuttaa leikatun ruohon tuoksua.

Joillakin kasvilajeilla on ”hajukielissään” jopa omia murteita. Yksilöiden välisissä hajuviesteissä on eroja, mutta on ryhmiä, joiden haju on samanlaisempi lajin muihin kasveihin verrattuna. Nämä keskenään samankaltaisen hajun jakavat ryhmät muodostavat siis murteita.

Ihmisen voi olla vaikea haistaa ja kuvailla hajueroja. Korkeapiiskulla eroja huomattiin noin 140 yhdisteen suhteissa ja määrissä, ja eniten eroja oli terpeeni- eli hiilivety-yhdisteissä.

Toisilla lajeilla muuttunut haju voi muistuttaa leikatun ruohon tuoksua.

Tutkimuksessa oli kaksi koealaa, joista toisessa tuholaishyönteiset oli poistettu 12 vuoden ajan. Tällä tuhohyönteisistä puhdistetulla koealalla kasvit viestivät ainoastaan sellaisille yksilöille, jotka olivat geneettisesti identtisiä.

Kontrollialalla korkeapiiskut sen sijaan pystyivät 12 vuoden jälkeen yhä viestimään sellaisillekin lajitovereille, jotka eivät olleet geneettisesti samankaltaisia viestin lähettäjän kanssa.

”Tämä viittaa mutkan kautta siihen, että kommunikaatiosta voi olla hyötyä myös viestin lähettäjälle”, Kalske sanoo.

Tuholaishyökkäyksen kohteeksi ensimmäisinä joutuneet kasvit voivat hyötyä viestittelystä siten, että kun kasvi alkaa puolustautua, hyönteinen siirtyy toisen kasvin kimppuun.

Tämä seuraava kasvi taas on ennalta saanut viestin vaarasta ja alkanut jo puolustautua. Hyönteinen liikkuu tällöin kasvista toiseen nopeammin eikä enää ehkä palaa myöskään ensimmäiseen kasviin, Kalske kuvaa.

 

Eri lajienkin välillä on jonkinlaista hajuviestintää.

Kalskeen ja kollegojen tuore tutkimus koski vain yhtä kasvilajia. Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, että eri lajienkin välillä on jonkinlaista hajuviestintää.

Kun esimerkiksi Kaliforniassa Yhdysvalloissa kasvavaa marunapensasta vaurioitetaan, pensaan lähettämät hälytykset synnyttävät vasteita myös tupakkakasvissa.

Tällöin kyse lienee kuitenkin salakuuntelusta eikä varsinaisesta tarkoituksellisesta viestinvaihdosta, Kalske arvioi.

Haju ei ole suinkaan ainoa kasveilla havaittu aisti. Ne pystyvät omalla tavallaan lisäksi näkemään, tuntemaan kosketuksen ja mahdollisesti kuulemaankin.

Vaikka kasveilla ei ole silmiä, ne ”näkevät” valoherkkien pigmenttien eli fytokromien avulla. Kasvit erottavat fytokromien avulla päivän ja yön. Huonekasveista esimerkiksi nukkumatti laittaa lehdet rullalle yöksi.

Kasvit aistivat valon aallonpituuksien muutoksia ja eri aallonpituuksien suhteita toisiinsa. Näin ne tietävät esimerkiksi sen, ovatko ne kilpailutilanteessa toisen kasvin kanssa. Tarvittaessa ne vaikka kasvavat nopeammin ja pidemmiksi.

Kosketuksenkin kasvit pystyvät aistimaan. Esimerkiksi tuuleen ne reagoivat niin, että kovan tuiverruksen kasvupaikalla ne kasvavat vankemmiksi.

Mimoosat eli tuntokasvit puolestaan vetävät lehdykkeensä suppuun, jos niitä koskettaa.

Joissakin tutkimuksissa on saatu tuloksia, joiden mukaan kasvit pystyvät myös kuulemaan.

”Ne [tutkimukset] ovat blokanneet muut tiedetyt tavat, joilla kasvit pystyvät viestimään eli juurien välisen kemian vaihdon tai hajun. Silti ne ovat pystyneet mittaamaan naapurikasveissa joitakin vasteita. Siitä on päätelty, että kasvit pystyisivät myös kuulemaan”, Kalske kertoo.

Kuulemisen mekanismeista tiedetään kuitenkin paljon vähemmän kuin kemiallisten yhdisteiden välisestä viestinnästä.