Φλώροι Εικαστικοί: Τα φυτά έχουν τις ίδιες αισθήσεις με εμάς: Έχουν όσφρηση, αφή, όραση, ακοή και γεύση…

Δευτέρα 30 Δεκεμβρίου 2013

Τα φυτά έχουν τις ίδιες αισθήσεις με εμάς: Έχουν όσφρηση, αφή, όραση, ακοή και γεύση…

ΟΡΑΣΗ

Τι βλέπουν τα φυτά; Η προφανής απάντηση είναι ότι, όπως και εμείς, βλέπουν το φως. Ακριβώς όπως εμείς έχουμε φωτοϋποδοχείς στα μάτια μας έτσι και αυτά έχουν φωτουποδοχεις σ`ολους τους βλαστούς και τα φύλλα τους. Αυτό τους επιτρέπει να κάνουν διάκριση μεταξύ του κόκκινου και του μπλε καθώς επίσης να δουν μήκη κύματος που εμείς δεν μπορούμε όπως το υπέρυθρο και το υπεριώδες τμήμα του φάσματος . Τα φυτά βλέπουν επίσης από ποια κατεύθυνση έρχεται το φως, μπορούν να καταλάβουν αν είναι δυνατό ή αδύναμο και μπορούν να κρίνουν πόση ώρα παραμένουν χωρίς φως....

Έχετε ποτέ αναρωτηθεί τι αισθάνεται το γρασίδι κάτω από τα πόδια σας, τι μυρίζει μια μηλιά ή τι βλέπει ο κατιφές;

Τα φυτά διεγείρουν τις αισθήσεις μας συνεχώς , αλλά οι περισσότεροι από εμάς ποτέ δεν τα βλέπουμε ως ζωντανά όντα.

Στην πραγματικότητα οι αισθήσεις είναι εξαιρετικά σημαντικές για τα φυτά. Ότι και αν τους φέρει η ζωή αυτά παραμένουν ριζωμένα στο ίδιο σημείο – δεν μπορούν να μεταναστεύσουν σε αναζήτηση τροφής, να ξεφύγουν από ένα σμήνος από ακρίδες ή να βρουν καταφύγιο από μια καταιγίδα . Για να αναπτυχθούν και να επιβιώσουν σε απρόβλεπτες συνθήκες ,τα φυτά είναι απαραίτητο να αισθάνονται το περιβάλλον τους για ν` αντιδράσουν ανάλογα .

Μερικοί άνθρωποι μπορεί να μην νοιώθουν άνετα με το γεγονός ότι τα φυτά μπορούν και αισθάνονται με την όραση, την ακοή , την όσφρηση, τη γεύση και την αφή. Σίγουρα δεν έχουν μύτη, μάτια, αυτιά, στόμα και δέρμα, αλλά σ`αυτα που θ` ακολουθήσουν ελπίζω να σας πείσω ότι ο αισθητήριος κόσμος των φυτών δεν είναι τόσο πολύ διαφορετικός από τον δικό μας .

Όπως έχει αποδειιχτεί, τα φυτά χρησιμοποιούν εναλλακτικές πηγές ενέργειας από άλλα φυτά. Τα φυτά αλληλοεπηρεάζονται με πολλούς τρόπους και επικοινωνούν μέσω ” νανομηχανικών ταλαντώσεων ” δονήσεων στην ελάχιστη ατομική ή μοριακή κλίμακα και είναι ό,τι πιο κοντά μπορούμε να φανταστούμε ως τηλεπαθητική επικοινωνία. Ωστόσο, η αίσθηση και η επικοινωνία τους είναι μετρήσιμες με τους ίδιους τρόπους όπως και στον άνθρωπο.

Διαβάστε: Οι άνθρωποι μπορούν να αντλούν ενέργεια από άλλους ανθρώπους όπως και τα φυτά

ΟΡΑΣΗ

Μελέτες έχουν δείξει ότι τα φυτά στρέφονται στο φως σαν να πεινούν για τις ακτίνες του ήλιου, και αυτό ακριβώς συμβαίνει. Η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί την ενέργεια του φωτός για να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε ζάχαρη. Έτσι, τα φυτά πρέπει να ανιχνεύουν τις πηγές φωτός για να παράγουν την τροφή τους. Γνωρίζουμε τώρα ότι αυτό το κάνουν χρησιμοποιώντας φωτοτροπίνες – υποδοχείς του φωτός στις μεμβράνες των κυττάρων που βρίσκονται στην άκρη του φυτού. Οι φωτοτροπίνες είναι ευαίσθητες στο μπλε φως. Όταν το αισθάνονται, θέτουν σε κίνηση έναν τεράστιο αριθμό σημάτων που καταλήγει στην διαμόρφωση της δραστηριοποιήσεως της ορμόνης Αυξίνης. Αυτό προκαλεί τα κύτταρα στη σκιερή πλευρά του στελέχους να επιμηκυνθούν κάμπτοντας το φυτό προς το φως .

Τα φυτά βλέπουν το κόκκινο φως χρησιμοποιώντας υποδοχείς στα φύλλα τους που ονομάζονται φυτοχρώματα. Το φυτόχρωμα είναι ένα είδος διακόπτη που ενεργοποιείται με το φως: όταν ακτινοβολείται με κόκκινο φως αλλάζει τη διαμόρφωσή του έτσι ώστε να μπορεί να ανιχνεύσει το υπέρυθρο φως, και όταν ακτινοβολείται με υπέρυθρο φως επιστρέφει στην προηγούμενη μορφή που είναι ευαίσθητο στο κόκκινο φως. Αυτό έχει δύο βασικές λειτουργίες .Επιτρέπει στα φυτά να ” απενεργοποιούνται ” στο τέλος της ημέρας – επειδή το υπέρυθρο φως κυριαρχεί στο ηλιοβασίλεμα – και να ξυπνούν και πάλι την επόμενη μέρα όταν ο ήλιος είναι αρκετά ψηλά στον ουρανό ώστε το κόκκινο φως να ξεκινήσει πάλι τη λειτουργία των φυτοχρωμάτων τους. Τους επιτρέπει επίσης να αισθάνονται όταν είναι στη σκιά. Η χλωροφύλλη, η κύρια χρωστική ουσία για τη φωτοσύνθεση , απορροφά το κόκκινο αλλά όχι το υπέρυθρο φως, έτσι όταν ένα φυτό είναι ανάμεσα σε άλλα φυτά, θα βλέπει περισσότερο υπέρυθρο φως από ό,τι όταν είναι μόνο του εκτεθειμένο στον ήλιο. Αυτό επηρεάζει άμεσα το επίπεδο των ενεργοποιημένων φυτοχρωμάτων, με αποτέλεσμα το φυτό να αναπτυχθεί γρήγορα ώστε να έχει μεγαλύτερη έκθεση στον ήλιο.

Οι φωτοτροπίνες και τα φυτοχρώματα είναι εντελώς διαφορετικές από τους φωτοϋποδοχείς που βρέθηκαν στα μάτια των ζώων, αν και όλα αποτελούνται από μια πρωτεΐνη που συνδέεται σε μια χημική χρωστική ουσία που απορροφά το φως. Υπάρχει όμως ένας τύπος φωτοϋποδοχέων που μοιραζόμαστε ολοι . Κατά τη διάρκεια των ωρών της ημέρας, κρυπτοχρώματα μέσα στα κύτταρα ανιχνεύουν το μπλε και το υπεριώδες φως, χρησιμοποιώντας αυτό το σήμα για να οριστεί το εσωτερικό ρολόι του οργανισμού ή αλλιώς ο κιρκαδικός ρυθμός. Στα φυτά, αυτό το ρολόι ρυθμίζει πολλές διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένων των κινήσεων των φύλλων και τη φωτοσύνθεση. Έτσι η όραση βοηθά τα φυτά να συντονίζονται με τον χρόνο.

ΑΦΗ

Τα φυτά ζουν σε ένα κόσμο αφής. Τα κλαδιά τους λικνίζονται στον άνεμο, τα έντομα σέρνονται στα φύλλα τους και τ` αμπέλια αναζητούν στηρίγματα για να κρεμαστούν. Τα φυτά είναι ακόμα ευαίσθητα στη ζέστη και στο κρύο, αυτό τους επιτρέπει να ανταποκρίνονται στις καιρικές συνθήκες αλλάζοντας τον ρυθμό ανάπτυξης τους και ρυθμίζοντας τη χρήση του νερού. Απλά αγγίζοντας ή κουνώντας ένα φυτό είναι συχνά αρκετό για να μειωθεί η ανάπτυξή του του, αυτός είναι ο λόγος που η βλάστηση στις ανεμοδαρμένες περιοχές τείνει να είναι καχεκτική.

Όλα τα φυτά μπορούν να αισθανθούν μηχανικές δυνάμεις σε κάποιο βαθμό, αλλά η απτή ευαισθησία είναι πιο εμφανής στον σαρκοβόρα flytrap venus. Όταν μια μύγα, σκαθάρι ή ακόμη και ένα μικρό βατράχι σέρνεται στα ειδικά διαμορφωμένα φύλλα του, αυτά κλείνουν απότομα με εκπληκτική δύναμη και φυλακίζουν το ανυποψίαστο θύμα εμποδίζοντας το να διαφύγει. Το flytrap venus ξέρει πότε πρέπει να κλείσει επειδή αισθάνεται το θήραμα με τις μεγάλες τρίχες που έχουν οι δύο λοβοί της παγίδας . Αλλά δεν θα κλείσει απότομα με κάθε διέγερση – πρέπει να αισθανθεί τουλάχιστον δύο αγγίγματα στις τρίχες της μέσα σε διάστημα περίπου 20 δευτερόλεπτων το ένα από το άλλο. Αυτό βοηθά να διασφαλιστεί ότι το θήραμα έχει το ιδανικό μέγεθος και δεν θα είναι σε θέση να ελευθερωθεί από την παγίδα μόλις αυτή κλείσει .

Ο μηχανισμός με τον οποίο το Venus flytrap αισθάνεται την λεία του είναι εντυπωσιακά παρόμοιος με τον τρόπο που αισθάνεστε μια μύγα που περιπατάει στο χέρι σας. Οι υποδοχείς αφής στο δέρμα αισθάνονται το έντομο και ενεργοποιούν ένα ηλεκτρικό ρεύμα που περνά κατά μήκος των νεύρων σας μέχρι να φτάσει το μυαλό σας, το οποίο καταγράφει την παρουσία της μύγας και υποκινεί μια αντίδραση. Ομοίως όταν μια μύγα τρίβεται πάνω στις τρίχες της Venus flytrap αυτό προκαλεί ένα ρεύμα που διατρέχει τα φύλλα . Αυτό ενεργοποιεί διαύλους ιόντων στην κυτταρική μεμβράνη και η παγίδα κλείνει απότομα, όλα σε λιγότερο από το ένα δέκατο του δευτερολέπτου.

Μολονότι τα περισσότερα φυτά δεν αντιδρούν τόσο γρήγορα ,αισθάνονται τον μηχανικό ερέθισμα με τον ίδιο τρόπο . Αυτό που είναι πραγματικά συναρπαστικό είναι ότι ακόμη και στο επίπεδο των μεμονωμένων κυττάρων , τα φυτά και τα ζώα χρησιμοποιούν παρόμοιες πρωτεΐνες για να αισθανθούν πράγματα . Αυτοί οι μηχανοϋποδοχείς είναι ενσωματωμένοι στις κυτταρικές μεμβράνες και όταν διεγείρονται με μηχανική πίεση η παραμόρφωση , επιτρέπουν φορτισμένα ιόντα να διασχίσουν τη μεμβράνη . Αυτό δημιουργεί μια διαφορά στο ηλεκτρικό φορτίο μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του κυττάρου, το οποίο παράγει ρεύμα. Σε αντίθεση με εμάς, τα φυτά δεν διαθέτουν εγκέφαλο για να μεταφράσει αυτά τα σήματα σε αισθήσεις με συναισθηματική χροιά . Παρ ‘όλα αυτά , η ευαισθησία τους στο άγγιγμα τους επιτρέπει να ανταποκρίνονται στις μεταβολές του περιβάλλοντος τους με συγκεκριμένους και κατάλληλους τρόπους.

ΟΣΦΡΙΣΗ

Το παρασιτικό αμπέλι που ονομάζεται Ντοντερ είναι ο ανιχνευτής σκύλος στον κόσμο των φυτών . Δεν περιέχει σχεδόν καθόλου χλωροφύλλη – η χρωστική ουσία που τα περισσότερα φυτά χρησιμοποιούν για να παράγουν την τροφή τους – έτσι για να φάει πρέπει να πάρει το ζαχαρούχο χυμό από τα άλλα φυτά . Το Ντοντερ χρησιμοποιεί την όσφρηση για να κυνηγήσει την λεία του .Μπορεί να διακρίνει πιθανά θύματα από τη μυρωδιά τους ,αντιλαμβάνεται ποια το ενδιαφέρουν αλλά και ποια εκπέμπουν μυρωδιά που είναι ανθυγιεινή και πρέπει ν` αποφύγει ( Science , τόμος 313 , σελ. 1964 ) .

Τα Ντοντερ είναι εξαιρετικά ευαίσθητα σε οσμές , αλλά όλα τα φυτά έχουν την αίσθηση της όσφρησης. Στα ζώα, οι αισθητήρες στη μύτη αναγνωρίζουν και δεσμεύονται με τα μόρια στον αέρα. Τα φυτά έχουν επίσης υποδοχείς που ανταποκρίνονται στις πτητικές χημικές ουσίες . Τι μυρίζουν ;

Κατα την δεκαετία του 1920 , οι ερευνητές σε συνεργασία με το αμερικανικό υπουργείο Γεωργίας απέδειξαν ότι αν δώσουμε σε άγουρα φρούτα αέριο αιθυλένιο αυτό αποτελούσε κίνητρο για να ωριμάσουν . Από τότε , έχει γίνει φανερό ότι όλα τα ώριμα φρούτα εκπέμπουν αιθυλένιο σε άφθονες ποσότητες ,τα φυτά μπορούν να το μυρίσουν και ανταποκρίνονται σε αυτό με την ωρίμανση. Αυτό όχι μόνο εξασφαλίζει ότι ένα φρούτο ωριμάζει ομοιόμορφα , αλλά επίσης ότι τα γειτονικά φρούτα ωριμάζουν μαζί , παράγοντας περισσότερο αιθυλένιο που οδηγεί σε μεγάλο αριθμό ωριμάνσεων .Η συντονισμένη ωρίμανση είναι σημαντική επειδή προσελκύει τα ζώα να φάνε το φρούτο και να πετάξουν τους σπόρους . Το αιθυλένιο είναι μια ορμόνη των φυτών που ρυθμίζει πολλές διαδικασίες , έτσι το να είναι σε θέση να το μυρίσουν έχει και άλλα πολλά πλεονεκτήματα, όπως την συντονισμένη αλλαγή χρώματος στα φύλλα κατά το φθινόπωρο.

Πάνω απ ‘όλα , όμως , η μυρωδιά επιτρέπει στα φυτά να επικοινωνούν . Η έρευνα στη δεκαετία του 1980 έδειξε ότι τα υγιή δέντρα σε περιοχή που τα δέντρα ήταν μολυσμένα με κάμπιες ήταν ανθεκτικά στα παράσιτα , επειδή τα φύλλα τους, περιείχαν χημικές ουσίες που τα έκανε δυσάρεστα . Άλλα δέντρα που ήταν απομακρυσμένα από την μόλυνση δεν παρήγαγαν αυτές τις χημικές ουσίες , έτσι φαίνεται ότι τα δέντρα που είχαν υποστεί μόλυνση έστειλαν ένα αερομεταφερόμενο μήνυμα προς τα υγιή δέντρα για να προετοιμαστούν για την επικείμενη επίθεση . Γνωρίζουμε τώρα ότι εμπλέκονται πολλές πτητικές χημικές ουσίες.

ΓΕΥΣΗ

Οι αισθήσεις μας της όσφρησης και της γεύσης είναι στενά συνυφασμένες .Οι μυρωδιές ενισχύουν ή αμβλύνουν τις γεύσεις που ανιχνεύονται από τη γλώσσα μας Το στόμα μας συνδέεται με την ρινική μας κοιλότητα έτσι ώστε η μύτη μας μπορεί να πάρει τις μυρωδιές των τροφίμων καθώς τις μασάμε . Η κύρια διαφορά είναι ότι η μυρωδιά ασχολείται με πτητικές χημικές ουσίες, ενώ η γεύση αισθάνεται τα διαλυτά χημικά προϊόντα .

Οι δύο αυτές αισθήσεις συνδέονται επίσης και στα φυτά. Αυτό φαίνεται καλύτερα στο πως αντιδρούν στις επιθέσεις από έντομα ή παθογόνα βακτήρια . Όπως έχουμε ήδη δει , τα φυτά κάτω από επίθεση εκπέμπουν μια ποικιλία πτητικών χημικών ουσιών για να προειδοποιήσουν τους γείτονές τους , αλλά μία από αυτές τις ουσίες, που ονομάζεται ιασμονικό μεθύλιο είναι ιδιαίτερα σημαντική . Τότε είναι που η γεύση ενεργοποιείται. Παρ`ολο που το μεθυλιασμονικο είναι αέριο και, έτσι είναι ένα αποτελεσματικό αερομεταφερόμενο μόριο αγγελιοφόρος, δεν είναι πολύ ενεργό στα φυτά . Αντ ‘αυτού, όταν διαχέεται μέσα από τους stomata – οι πόροι στην επιφάνεια του φύλλου – μετατρέπεται σε υδατοδιαλυτό ιασμονικό οξύ. Αυτό συνδέεται με έναν ειδικό υποδοχέα στα κύτταρα και ενεργοποιεί τις αντιδράσεις άμυνας των φύλλων . Ακριβώς όπως η γλώσσα μας περιέχει υποδοχείς για τα διαφορετικά μόρια γεύσης του φαγητού ,τα φυτά περιέχουν υποδοχείς για διάφορα διαλυτά μόρια , συμπεριλαμβανομένου του ιασμονικού οξεως .

Καθώς η γεύση περιλαμβάνει διαλυτά χημικά προϊόντα , ίσως να μην είναι τόσο περίεργο το γεγονός ότι μεγάλο μέρος της γεύσεως, στα φυτά, βρίσκεται στις ρίζες τους που περιβάλλονται από το έδαφος και το νερό . Ένα κλασικό πείραμα αποκαλύπτει ότι τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα υπόγεια χημικά μηνύματα για να αναγνωρίσουν τους συγγενείς τους σε κοντινή απόσταση ( New Scientist , 26 Μαρτίου 2011, p46 ) . Υπάρχει , επίσης, επικοινωνία ρίζα-με-ρίζα μεταξύ μη συνδεδεμένων γειτόνων . Όταν μια ομάδα φυτών υποβλήθηκε σε συνθήκες ξηρασίας , χρειάστηκε μόλις μία ώρα για το μήνυμα να ταξιδέψει έως τα φυτά τα οποία ήταν πέντε σειρές μακριά , αναγκάζοντας τα να προετοιμαστούν για την έλλειψη νερού ( PLoS One , VOL6 , pe23625 ) . Άλλα φυτά που ήταν εξίσου κοντά, αλλά δεν είναι συνδεδεμένα στις ρίζες τους, απέτυχαν να αντιδράσουν . Έτσι, το σήμα πρέπει να έχει μεταφερθεί από ρίζα σε ρίζα, πιθανόν υπό τη μορφή ενός διαλυτού μορίου.

ΑΚΟΗ

Υπάρχουν ήχοι που, τουλάχιστον θεωρητικά, θα μπορούσαν να είναι επωφελή για τα φυτά. Αυτοί περιλαμβάνουν τις δονήσεις που παράγονται από τα έντομα, όπως ο ήχος της μέλισσας ή ο ρυθμός κτυπήματος των φτερών μιας αφίδας , καθώς επίσης σιγανούς ήχους που μπορεί να δημιουργηθούν από ακόμη μικρότερους οργανισμούς. Τα φυτά θα μπορούσαν να ωφεληθούν επίσης και από την ικανότητα να ανιχνεύουν ήχους που παράγονται από άλλα φυτά. Για παράδειγμα, οι ερευνητές στο Ινστιτούτο Φυτικών Επιστημών στη Βέρνη της Ελβετία , κατέγραψαν πρόσφατα υπερηχητικές δονήσεις που προέρχονται από πεύκα και βελανιδιές κατά τη διάρκεια μιας ξηρασίας ( New Phytologist , vol179 , p1070 ) , ίσως προειδοποιώντας άλλα δέντρα ώστε να προετοιμαστούν για τις συνθήκες ξηρασίας .

Ο Στέφανο Μανκούζο από το Διεθνές Εργαστήριο Νευροβιολογίας των Φυτών στο Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας στην Ιταλία και οι συνεργάτες του έχουν αρχίσει να εφαρμόζουν αυστηρά μετρα για τη μελέτη της ακοης των φυτών ( Trends in Plant Sciences , vol17 , ρ323 ). Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα δείχνουν ότι οι ρίζες καλαμποκιού αναπτύσσονται προς συγκεκριμένες συχνότητες δονήσεων. Αυτό που είναι ακόμη πιο εκπληκτικό είναι το εύρημά τους οτι και οι ίδιες οι ρίζες μπορεί να εκπέμπουν ηχητικά κύματα . Προς το παρόν, όμως δεν έχουμε ιδέα για το πώς ένα φυτό μπορεί να παράγει ηχητικά σήματα πόσο μάλλον πώς μπορεί να τα εντοπίσει.

Αν αυτή η έρευνα αποδώσει , τότε θα γνωρίζουμε ότι τα φυτά έχουν τις ίδιες πέντε αισθήσεις, όπως τα ζώα. Είτε έτσι είτε αλλιώς, δεν μπορεί να υπάρξει καμία αμφιβολία ότι τα φυτά είναι οργανισμοι που διαθετουν αισθητηρια .

Ντανιελ Τσαμοβιτζ – Διευθυντής τουManna Center for Plant Biosciences στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ, στο Ισραήλ.