Jak si povídají rostliny
Na katedře experimentální biologie rostlin jsme pily švestkový čaj. Za dveřmi dozníval odpolední studentský ruch a Fatima Cvrčková vyprávěla o fascinujícím životě rostlin. O tom, zda jsou schopny učení, zda mají paměť či chování. A zdálo se mi nakonec, že nám z květináče naslouchá i přítomná šplhavnice (nebo postaru potos).
Text: Olga Procházková | Foto: Adobe Stock, Olga Procházková, archiv redakce
Dvě knihy o životě rostlin výrazně oslovily světovou veřejnost. Ta starší se jmenuje Tajný život rostlin od Christophera Birda a Petera Tompkinse a je plná neověřených spekulací. Jak na vás tehdy působila, když jste ji četla?
Tajný život rostlin, to jsou pozdní 60. léta. Pamatuji si na ni, dokonce byl podle ní natočený film, který byl docela slavný a který je téměř nesehnatelný. Ani pirátské kopie nejsou – a i ty, které seženete, jsou cenzurované. A neuhádnete proč.
Protože ta kniha měla nakonec pravdu?
Ne, protože je v něm muzika od Stevieho Wondera a jeho distributor si hlídá autorská práva. Je to výborná muzika z doby, kdy byl Stevie Wonder na vrcholu. Co se týká knihy nebo i filmu, tak k Tompkinsnovi je třeba přistupovat asi jako k Erichu von Dänikenovi. Däniken není vědec, jeho knihy nejsou vědecky podložené, ale dobře se to čte. A tohle je podobné – jde o žánr bez vědecké solidnosti, ale může některé lidi k četbě serióznějších titulů přivést.
Na druhou stranu Tajný život rostlin prý diskreditoval určité směry vědeckého výzkumu rostlin, protože s takovým šarlatánstvím nechtěli mít skuteční odborníci nic společného.
To bohužel stále platí, protože seriózní výzkum je neustále přikrmován nějakými podivnostmi. A řadě vědců to ublížilo a ubližuje, protože se už samotné téma začalo považovat za neseriózní a doposud se na něj obtížně získávají granty.
Na té knize je ale zvláštní ještě jedna věc. Klíčovou roli v ní hraje jistý pan Cleve Backster. Ten začal s tím, že rostliny dokážou vnímat pocity a že jsou dokonce schopné zachytit i úmysly člověka. Říkal tomu primární vnímání – primary perception. On byl totiž expertem CIA na detektor lži. A občas se nudil, takže zkusil připnout elektrody na nějaký fíkus nebo filodendron nebo co to měl v kanceláři. A pak, když zrovna netrénoval agenty, začal dělat s rostlinami různé pokusy a výsledky publikoval v parapsychologických žurnálech. Nakonec vzbudil takovou pozornost, že jeho pokusy někdo seriózně zopakoval. Ale jeho výsledky se nepotvrdily. Zejména proto, že neměl řádné kontroly, což je základ vědeckého zkoumání. On třeba tvrdil, že rostlina dramaticky reagovala, když v sousední místnosti házel do vroucí lázně nějaké malé korýše – a vyvodil z toho, že vnímala smrt jiné živé bytosti. Seriózní věda to ale nikdy nepotvrdila.
A co kniha Tajný život stromů, současný hit v knihkupectvích?
To je jiné kafe. Její autor Peter Wohlleben je osvícený a poučený lesník, který si začal dohledávat a dostudovávat, co se ví o podzemní komunikaci stromů, o vztazích stromů a hub a tak dále. V knize píše věci pro laické publikum hodně zajímavé, nicméně většinu z nich zná věda třeba i desítky let. Na druhou stranu se o rostlinách stále dozvídáme něco nového.
Rostliny si „voní“, „smrdí“ , případně i „chutnají“, říká Fatima Cvrčková
Wohlleben píše o propojení kořenových systémů rostlin a podzemních částí hub – mycelia. Jak konkrétně může fungovat symbióza mezi kořeny a houbami?
Například v chudších půdách dochází díky houbám k rozšíření kořenového systému, aby si ta rostlina sáhla na něco, co je pro ni špatně dostupné. A to může být dvojí případ: kořeny samy do daného místa buď nedorostou, takže mycelium jim vodu s rozpuštěnými minerály svými vlákny přivede ze vzdálenějších míst, nebo houba pro kořeny „předpřipraví“ hůře zpracovatelné látky ke snazšímu „strávení“. A hlavně, není tam jen kořen a houba, ale i bakterie. Teď je velmi moderní řešit mikrobiom člověka čili bakterie, které koexistují v našich tělech a pomáhají nám. Ale i rostliny mají své mikrobiomy. Půda je strašně složité nesterilní prostředí a mikrobiom rostlin je taky strašně složitý a špatně probádaný a pořád se tam nacházejí nové a hezké věci.
Jaké jsou nejčastější komunikační kanály mezi rostlinami?
Obvykle přes nějakou vysílanou chemii, přes nějaké látky. Rostliny si „voní“, „smrdí“ a případně „chutnají“ přes půdní roztok – což je opět věcí kořenů. Kořen vůbec dělá spoustu věcí naráz. Roste, vykonává fyzikální tlaky, čerpá do sebe vodu a živiny, a tím vytváří okolo sebe gradienty, jak ty živiny a voda ubývají. A taky něco „plive“ kolem sebe, třeba slizy, aby mu to lépe klouzalo při růstu. Ale slizy fungují i jako signál k přilákání vhodných mikroorganismů, které pomůžou naleptávat okolní horninu do lépe „stravitelné“ formy, jak už bylo řečeno i u hub.
Rostliny mají schopnost vysílat spoustu signálů a když nějaké zvíře okusuje listy nebo větve stromu, okolí už ví, že se tam něco děje.
Co za to houby a jiné mikroorganismy dostávají zpátky?
Cukr. Ten je pro strom zadarmo, vyrobí si ho. On potřebuje světlo, vodu a vzduch, a může si dovolit krmit ty mikrouše i houby. A oni pro něj třeba rozpustí fosfor, aby byl lépe dostupný. Konkrétně fazol nebo i jiné nejenom bobovité rostliny si drží mikroorganismy umožňující jim čerpat vzdušný dusík, což je takový malý zázrak.
Rostliny jsou prý schopny přes síť houbových vláken nebo přímo kořenovými srůsty sytit svoje kolegy stejného druhu. Posílají oslabeným kusům přes houby cukr nebo jiné látky, a tím jim pomáhají. Drží tak společenství, protože v tom je jejich síla. Osamělý strom přežije hůř…
Ano. Ale to propojení je často i složitější. Podzemní propojení a jejich využití se může lišit případ od případu, druh od druhu. Nicméně je definitivně prokázáno, že to spojení přes mycelium funguje. Dáte rostlinu do květináče a do ní označený izotop, kousek vedle zasadíte druhou rostlinu a mezi ně vložíte síť, kterou proleze houba, ale neproleze kořen. A čeká se, zda se izotop objeví i v druhé rostlině. A pak se zkoumá, jak která houba je účinná, jak rychle a jaké látky a za jakých podmínek přenáší.
Na druhou stranu to není jen láska. Se zdravým stromem žije houba v souladu a budou si vzájemně prospívat, ale když strom začne slábnout a umírat, tak ho ta houba sežere. Stejně je to s naším mikrobiomem. Ve chvíli, kdy zemřeme, jako první nás začnou požírat vlastní bakterie – mrtvolný rozklad začíná ve střevech. Prostě nás spotřebují jako potravu.
Existují nějaké jiné typické situace propojení kořenových systémů?
Jsou práce, které ukazují, že když kultivujete spolu bob a kukuřici za přispění mikrobů, tak kukuřice bobu vysílá přímé chemické signály, jimiž si ty rostliny můžou dávat vědět: „Jsem tady.“
Vždycky trochu poklesnu na mysli, když si představím les, duby, buky, borovice a jejich vzájemné podzemní propojení a komunikaci jako wood wide web, jak už někteří tvrdí, a vy řeknete příklad s bobem a kukuřicí.
Chápu. Jenže zkoumat vzrostlé stromy v terénu je extrémně těžké a do laboratoře je nedostaneme. A kořeny jsou sice fascinující, ale mají jednu zásadní nevýhodu, jsou pod zemí a není na ně vidět. Lépe se studují nadzemní části.
Typické komunikační kanály jsou vůně lákající hmyz k opylování. Méně se ví, že rostliny signalizují i ohrožení a navíc při útocích predátorů do svých listů posílají látky, které housenkám nebo býložravcům nechutnají, a tím je odrazují od další konzumace. Je to tak?
Ano. Rostliny mají schopnost vysílat spoustu chemických stresových signálů, z nichž některé jsou těkavé. Typický těkavý stresový signál je ethylen, to je plyn, nebo methyl jasmonát, což je těkavá organická sloučenina vylučovaná pletivy při mechanickém poškození. Tím pádem, když někdo okusuje větev nebo listy stromu, okolí už ví, že se tam něco děje. Tenhle vzduchem šířený signál se rychle dostane ke zbytku těla jedince, který může být dost velký, a protože je to signál pro rostlinnou říši univerzální (poplašná siréna zní stejně v Číně jako tady), tak se o tom dozvědí nejen rostliny stejného, ale i jiného druhu.
V rostlině se ale může přenášet varování i přes elektro-chemickou aktivitu mezi buňkami. U člověka si to dokážu představit: signál jde z mozku do nervosvalového spojení nebo od žaludku do mozku a tak dále. Má rostlina nějakou podobnou „linku“?
Rostlina je skoro celá propojená, ale ne každá buňka s každou, jsou tam okrsky. Z buňky do buňky vedou membránové trubičky, jimž se říká plasmodesmy – a tudy může řízeně protékat to, co je třeba: bílkoviny, RNA a tak dále. Plasmodesma není ale jen díra, je to díra s vrátnicí, která nepustí všechno. I takto se dají posílat varovné signály. Kdysi fungovala v Praze potrubní pošta, ale e-mail je rychlejší. Kdyby šel signál ohrožení, o němž jsme mluvily, jen elektro-chemickou cestou třeba z větve na větev, tak by to muselo jít přes kmen, což může být pěkně daleko a trvat docela dlouho. Ale vzduchem je to hned. To je pak ten e-mail.
Peter Wohlleben, podle Fatimy Cvrčkové osvícený a poučený lesník
Když mluvíte o potrubní poště, jak si mám představit její fungování?
Odborně té potrubní poště říkáme symplastický tok. Každou žilkou v listu prochází dvojí potrubí – jedno od kořenů k listům, to je dřevo. A dřevo jsou vlastně takové trubičky: buňka postaví tu trubičku a pak umře, a to je dřevo. Druhý, zajímavější a složitější je lýkový tok – to jsou živé buňky se schopností měnit směr toho toku. Obvykle jimi proudí cukr a obvykle směrem od zdroje. Vezměte si třeba bramborovou hlízu: z bramborové hlízy vyraší stonek, a než se vybuduje dostatek listů na to, aby se nadzemní část uživila, tak spotřebovává tu zasazenou hlízu. Lýkem tudíž tečou cukry z hlízy do listů. Pak se listy rozvinou, stanou se fotosynteticky soběstačnými a začnou produkovat více cukru, než spotřebují. Mezi tím je už stará hlíza sežraná a lýkové systémy začnou čerpat naopak: z listů dolů, do nových hlíz na příští rok. Na rostlině ale zároveň raší další listy, později i květy a plody, a to jsou další místa spotřeby. Lýkový tok se stále aktivně mění.
Připadá mi to fascinující.
Ony ty kytky toho dělají strašně moc, jenomže to dělají buď pomalu, takže na to potřebujete časosběr, nebo v malém měřítku, a to potom potřebujete mikroskop. Rostliny třeba vědí, zda je stíní jiná živá rostlina nebo neživá věc – na základě změny světelného spektra. A dokáží se tomu přizpůsobit.
Jak vy jako vědkyně zacházíte u rostlin se slovy jako „vědět“, „cítit“, „pamatovat si“? Je důležité dodržovat správné názvosloví, nebo ve své bublině vědců víte, že když se řekne, že kytka něco ví, tak všichni chápou, že „neví“, ale například právě reaguje na změnu světelného spektra?
Vědci obecně to samozřejmě vědí. Ale my si musíme zdůrazňovat něco jiného, a to, že ty fyziologické a chemické pokusy nám dávají odpovědi na otázky, které jsme položili my. A my jsme do způsobu kladení otázek vložili své vidění světa, vlastní představy a předsudky a něco, na čem se shodneme v rámci daných pravidel hry. A měli bychom si položit otázku, a teď už opravdu provokuju: jsou ke zkoumání jiných živých entit vhodnější lidé jako živé bytosti s určitým způsobem prožívání světa, nebo spíš stroje, které jsme vytvořili?
Cleve Backster, autor domněnky, že rostliny reagují na pocity lidí ve svém okolí
A co je lepší podle vás?
Myslím, že záleží na účelu kladení otázek. Hlavně musíme vědět, v jakém kontextu se pohybujeme a neztrácet to ze zřetele. Zakladatel katedry filozofie a dějin přírodních věd Zdeněk Neubauer, biolog a filozof, kdysi napsal text, v němž stálo něco ve smyslu: Dívám se z okna a vidím kolegu, jak maximálním tempem běží dolů Viničnou ulicí, a položím si otázku: proč ten Chrudoš tak utíká?
Jedna odpověď zní: protože rychle střídá nohy, má dobře zkoordinovaný nervosvalový systém, produkuje ATP, má zrychlené dýchání i tep a tak dále. To je fyziologická odpověď. A ta druhá? Protože nechce, aby mu ujel autobus! Čili z toho plyne: starejme se o to, jak se tážeme!
Lidé rádi přisuzují rostlinám lidské schopnosti. Ale můžeme to udělat i naopak, redukovat člověka na soubor fyziologických reakcí. I tak mystické věci jako láska nebo intuice by se u „kolegy Chrudoše“ daly popsat jako procesy biochemického stroje. A můžou v tom případě vědci říct, že rostlina má třeba chování?
Konkrétně pojem chování přišel ze světa lidí, kteří studují živočichy, a oni si to nadefinovali tak, že se do toho nevejde vývoj. Jenže jinak než v kontextu vývoje nemá u rostlin smysl o chování mluvit. Protože rostlina nemůže dělat nějaké rychlé pohyby, ale na to, že někam doroste nebo ne, že nasazuje květy nebo shazuje listy, na to se jako na chování musí hledět. Je to chování jako odpověď na aktivní podněty zvenčí nebo dokonce na podněty z vlastní paměti. Takže ano, rostlina se chová, ale musíme rozšířit pojem chování tak, aby se tam vešly i její vývojové odpovědi.
Kdybyste mohla být rostlina, jaká byste byla?
Já bych nechtěla být rostlina… Ale je mně moc milý modřín, ten se mi vždycky líbil, umí nádherně kvést. Ano, modřín. Ony jsou takové hezky divné. ■
Prof. RNDr. FATIMA CVRČKOVÁ, Dr., Dr. rer. nat.
» Narozena v roce 1966.
» Experimentální bioložka, vysokoškolská pedagožka, překladatelka odborných publikací, žena s renesančním přesahem.
» Během gymnázia chtěla studovat archeologii a dějiny umění, ale nakonec zakotvila v biologii, i tak ale občas doma kreslí.
» Ráda řeší hádanky a záhady, inspiruje ji bioinformatika.
» Doma na malé zahrádce pěstuje řepu, mangold, dýně, okurky, fazole, rajčata nebo bylinky a na dveřích od dílny mají s manželem křídou nakresleno, co kde je a co se kam má zasadit.
» Jejím mužem je teoretický biolog Anton Markoš.