گیاهان می‌بینند، می‌شنوند، بو می‌کشند و پاسخ می‌دهند

گیاهان برای حفظ قلمرو خود مبارزه می‌کنند، به جستجوی غذا هستند و از شکارچیان و طعمه‌ها می‌ترسند. آن‌ها نیز همچون سایر حیوانات، زنده هستند و از خود رفتارهایی را نمایش می‌دهند. طبق گفته‌های اُلیویر هامانت، دانشمند گیاه‌شناس از دانشگاه لیون فرانسه، برای آن‌که بتوان رفتارهای گیاهان را مشاهده کرد باید ابتدا از فرآیند رشد گیاه فیلمی تهیه شود و سپس سرعت فیلم افزایش داده شود؛ در این صورت افراد می‌توانند ببینند که گیاهان نیز همچون سایر حیوانات رفتار می‌کنند. یک ویدیوی تایم-لپس می‌تواند دنیای بیگانه‌ی گیاهان را با تمام شکوهی که دارد به خوبی نشان دهد؛ مانند آن‌چه که در مستند بسیار زیبای Life مشاهده کرده‌ایم.

گیاهان با هدف مشخصی حرکت می‌کنند و به همین دلیل باید نسبت به آن‌چه که در اطرافشان می‌گذرد، آگاهی کامل داشته باشند. آن‌طور که جک سی اسکالتز می‌گوید، این گیاهان به خوبی نسبت به اتفاقات اطراف واکنش نشان می‌دهند؛ بنابراین می‌توان گفت که دارای حواس بسیار پیچیده‌ای هستند که از آن‌ها برای سنجش شرایط محیط استفاده می‌کنند.

احساسات این گیاهان چگونه خواهد بود؟ دنیل چاموویتز از دانشگاه تل آویو در اسرائیل می‌گوید که شاید انتظار نداشته باشید؛ اما احساسات آن‌ها با ما انسان‌ها که گونه‌ای از حیوانات هستیم، تفاوت چندانی ندارد.

در سال ۲۰۱۲ میلادی، دنیل چاموویتز مشغول نوشتن کتاب «آن‌چه یک گیاه می‌داند» بود. در این کتاب، وی با استفاده از دقیق‌ترین و به‌روزترین روش‌های علمی، به بررسی چگونگی تجربه‌ی جهان توسط گیاهان پرداخته است و این کار را نیز با احتیاط بسیار انجام داده است. وی می‌گوید:

درباره‌ی پاسخ‌های احتمالی که می‌توانستم به دست آورم بسیار نگران بودم.

نگرانی او چندان هم بی‌دلیل نبود. بخشی از توضیحاتی که وی در کتاب خود درباره‌ی دیدن، بوییدن و احساسات گیاهان بیان کرده بود، برگرفته از پژوهش‌های مطرح شده در کتاب «زندگی مرموز گیاهان» بودند و به دست آوردن نتایجی که مطابق یا مخالف آن کتاب هستند، نگران کننده بود. کتاب راز زندگی گیاهان در سال ۱۹۷۳ میلادی منتشر شد و در همان سال به یکی از کتاب‌های مشهور تبدیل شد. در کتاب جدیدی که دنیل چاموویتز به چاپ رساند، یکی از بهترین دستاوردها، رد کردن ایده‌ای بود که بیان می‌کرد گیاهان به صدای موسیقی کلاسیک واکنش مثبتی نشان می‌دهند.

در این‌جا، دو دانشمند دیگر به نام‌های هایدی آپل و رِکس کوکرافت که از همکاران جک اسکالتز در دانشگاه میسوری هستند نیز وارد قضیه می‌شوند. این دو دانشمند، در سال‌های اخیر روی این واقعیت که گیاهان نیز می‌شنوند، پژوهش‌ها و مطالعات بسیاری را انجام داده‌اند.

هایدی آپل در مورد پژوهش‌های خود می‌گوید:

یکی از اهداف اصلی کار ما، یافتن دلیلی است که نشان دهد چرا گیاهان تحت تأثیر صداها قرار می‌گیرند.

اگر یک سمفونی بتهوون را در محیطی که گیاه حضور دارد پخش کنید، احتمالاً نتیجه‌ی خاصی را مشاهده نمی‌کنید زیرا اثر اندکی روی گیاه می‌گذارد؛ اما وقتی که یک کرم صدپای گرسنه به گیاه نزدیک می‌شود، واکنش‌ها کاملاً متفاوت خواهند بود. طی آزمایش‌هایی که آپل و کوکرافت انجام دادند، متوجه شدند که صداهای تولید شده توسط کرم صدپا باعث می‌شوند که گیاه حالت دفاعی به خود گرفته و برای محافظت از خود، یک سپر دفاعی شیمیایی ایجاد کند که این واقعاً شگفت‌انگیز است. رِکس کوکرافت در این خصوص می‌گوید:

ما توانستیم نشان دهیم گیاهان هنگامی که صدایی مرتبط با محیط زیست را می‌شنوند، به گونه‌ای متناسب پاسخ آن را می‌دهند.

در این‌جا، ارتباطات زیست محیطی یک نکته‌ی کلیدی به شمار می‌رود. کُنسوئلو دمورائِس، از انستیتو فناوری زوریخ، سوئیس به همراه چند تن از همکاران خود، نشان داد که گیاهان می‌توانند صدای نزدیک شدن حشرات را به خوبی بشنوند و حتی برخی از گیاهان می‌توانند بوی آن‌ها را احساس کنند. برخی از گیاهان می‌توانند سیگنال‌های بی‌ثباتی را که توسط سایر گیاهان در پاسخ به نزدیکی حشرات پخش می‌شوند، احساس کنند. وی در سال ۲۰۰۶ نشان داد که چگونه گیاه سرده (یک گیاه کاملاً انگلی که با نام علمی کاسکوتا نیز شناخته می‌شود) می‌تواند دشمنی که نزدیک می‌شود را از پای درآورد. سرده پیش از آن‌که خود را دور یک گیاه بپیچد و از مواد غذایی آن تغذیه کند، می‌تواند در هوا حرکت کند و وابسته به چیزی نباشد.

در حیوانات، اعضایی از بدن که وظیفه‌ی حس کردن را بر عهده دارند کاملاً مشخص هستند؛ اما در گیاهان چنین اعضایی دیده نمی‌شود و همین موضوع باعث شده تا درک احساسات گیاهان دشوارتر شود. البته همواره این‌گونه نیست؛ به عنوان مثال،‌ گیاهان از فتوریسپتورها برای دیدن استفاده می‌کنند و متأسفانه تاکنون مطالعات اندکی در این زمینه صورت گرفته است. این یک بخش بسیار مهم است که باید پژوهش‌های بیشتری روی آن صورت بگیرد.

آپل و کوکرافت امیدوار هستند که بتوانند بخش‌هایی خاص از گیاهان را که نسبت به صداهای محیط از خود واکنش می دهند، تحت نظر بگیرند و به دقت آن‌ها را بررسی کنند. یکی از عواملی که این دو دانشمند به آن‌ها مشکوک هستند، پروتئین‌های مکانوریسپتور (گیرنده‌های مکانیکی پوست) هستند که می‌توان آن‌ها را در تمام سلول‌های گیاهان یافت. این گیرنده‌های مکانیکی می‌توانند نامتقارنی‌هایی که صداها به هنگام برخورد با اشیا ایجاد می‌کنند را به سیگنال‌های شیمیایی یا الکتریکی تبدیل کنند. آپل و کوکرافت توانستند به مکانوریسپتورهای برخی گیاهان آسیب وارد کنند و سپس آن‌ها‌ را مورد آزمایش قرار دادند تا ببینند با وجود این عیب، آیا باز هم به صدای محیط واکنش نشان می‌دهند یا خیر. به نظر می‌رسد که یک گیاه برای شنیدن، به یک گوش آشکار نیازی ندارد.

حس ششم یا درک ماوراء الطبیعه، یکی دیگر از چیزهایی است که به نظر می‌رسد میان ما و گیاهان مشترک است. حس ششم به صورت فیزیکی دیده نمی‌شود؛ اما می‌تواند به برخی از ما انسان‌ها این توانایی رابدهد که بدون لمس، اشیا را حرکت دهیم، شعبده بازی کنیم و به طور کلی روی تمام اجزای بدنمان که در فضا هستند کنترل داشته باشیم. این حس، در حیوانات به هیچ‌یک از اندام‌های دیگر وابسته نیست؛ اما کاملاً بر یک حلقه‌ی بازخوردی میان مکانوریسپتورها، ماهیچه‌ها و مغز متکی است که این در مقایسه با گیاهان، ساده‌تر به نظر می‌رسد. اگرچه جزئیات مولکولی اندکی متفاوت هستند؛ اما همان‌طوری که گفته شد گیاهان دارای مکانوریسپتورهایی هستند که می‌توانند تغییرات اطراف را شناسایی کرده و به طور مناسب به آن‌ها پاسخ دهند.

اُلیویر هامانت که در سال ۲۰۱۶ پیش‌نمایشی از پژوهش‌های مربوط به حس ششم را منتشر کرده بود، این چنین می‌گوید:

ایده‌ی کلی یکسان است. به طور کلی، آن‌چه ما می‌دانیم این است که در گیاهان، این امر بیشتر با میکروتوبول‌ها (ریز لوله‌ها) در ارتباط است. آن‌ها به کشش‌ها و نامتقارنی‌های مکانیکی واکنش نشان می‌دهند.

در سال ۲۰۱۵، مقاله‌ای منتشر شد که سعی داشت گیاهان را به طور عمیق بررسی کند و یکی از وظایف کلیدی اکتین (پروتئین کروی بسیار مهمی در بافت ماهیچه‌ای) را در درک ماوراء الطبیعه گیاهان نشان دهد. هامانت بر این باور است که تاکنون به چنین چیزی کمتر توجه شده است و این در حالی است که فیبرهای اکتین در ساختمان گیاهان، دقیقاً همانند بافت ماهیچه‌ای نقش دارند.

مادامی که پژوهش‌ها پیرامون احساسات گیاهان همچنان ادامه دارند، گروهی دیگر از پژوهشگران به دنبال یافتن الگوهایی تکرار شونده هستند که در گیاهان و حیوانات دیده می‌شوند؛ به عبارتی دیگر، پژوهشگران می‌خواهند واکنش گیاهان را به هنگام روبه‌رو شدن با حیوانات بسنجند. در سال ۲۰۱۴، گروهی از پژوهشگران دانشگاه لوزان سوئیس، نشان دادند وقتی که یک کرم صدپا به گیاه رَشادی گوش‌موشی (آرابیدوپسیس) حمله کرده و سعی می‌کند از برگ‌های آن تغذیه کند، گیاه موجی از فعالیت‌های الکتریکی را ایجاد می‌کند. حضور سیگنال‌های الکتریکی در گیاهان چیز جدیدی نیست و در سال ۱۸۷۴ یک فیزیولوژیست به نام جان بوردون-سندرسون با آزمایش گیاه گوشت خوار ونوس برای نخستین‌بار نشان داد که این یک ساز و کار معمولی در این گیاهان است. آن‌چه که دانشمندان را به تازگی شگفت‌زده کرده است، نقش بسیار مهم گیرنده‌های گلوتامات در جریان این ساز و کار است.

گلوتامات، مهم‌ترین انتقال دهنده‌ی عصبی در سیستم عصبی مرکزی بدن ما است. گلوتامات دقیقاً همین نقش را در گیاهان نیز ایفا می‌کند اما یک تفاوت عمده دارد؛ گیاهان سیستم عصبی ندارند.

فاطیما اِسوِرچکوا، پژوهشگر دانشگاه چارلز در پراگ جمهوری چک، در این خصوص می‌گوید:

زیست‌شناسی مولکولی و ژنومی به ما می‌گوید که گیاهان و حیوانات متشکل از مجموعه‌ای محدود از مولکول‌های اساسی و پایه هستند که شباهت‌های بسیاری با یکدیگر دارند.

ارتباطات الکتریکی در موجودات زنده، از دو راه مختلف تکامل یافته است. هر زمان و در موقعیت‌های مختلف، دسته‌ای از مولکول‌های اساسی را به کار می‌گیرد که ۱.۵ میلیارد سال پیش حیوانات را از گیاهان جدا کردند. دنیل چاموویتز در این خصوص می‌گوید:

تکامل باعث شده تا صرفاً تعدادی ساز و کار معین برای ارتباطات میان موجودات به وجود آید. شما می‌توانید به روش‌های مختلف آن را به کار بگیرید اما نتیجه‌ی پایانی، یکسان خواهد بود.

واقعیت این است که شباهت‌های عجیبی میان حیوانات و گیاهان وجود دارد و گیاهان توانایی به مراتب بیشتری در احساس جهان دارند و ممکن است که در ظاهر، آن‌ها نتوانند چنین کاری را انجام دهند؛ اما آن‌ها احساسات قدرتمندی دارند. همین موضوع باعث شده است که گمانه‌زنی‌های مهمی پیرامون هوش گیاهی شکل بگیرد و حتی به تازگی یک رشته‌ی دانشگاهی با این عنوان راه‌اندازی شده است. همچنین علامت‌دهی الکتریکی در گیاهان باعث شده یک رشته‌ی دانشگاهی با عنوان «نوروبیولوژی گیاهی» ایجاد شود و امروزه تعداد زیادی از پژوهشگران در زمینه‌هایی نظیر حافظه، یادگیری و توانایی حل مسئله در گیاهان مشغول پژوهش هستند و این در حالی است که ما این‌ها را از توانایی‌های گیاهان نمی‌دانیم.

دنیل چاموویتز در این خصوص می‌گوید:

آیا من به عنوان یک دانشمند فکر می‌کنم که گیاهان هوشمند هستند؟ خیر، من فکر می‌کنم که گیاهان بسیار پیچیده هستند و شما نباید این را با هوش اشتباه بگیرید.

این‌که ما گیاهان را با انسان‌ها مقایسه می‌کنیم تا بتوانیم ایده‌ها را توصیف کنیم، کاری بسیار مفید است اما نباید فراموش کرد که در این زمینه نیز محدودیت‌هایی وجود دارد. خطر این‌جا است که ما به گیاهان به عنوان حیواناتی که در درجات پایین‌تر هستند می‌نگریم و همین باعث می‌شود از مسیر اصلی خارج شویم. فاطیما اِسوِرچکوا در این خصوص می‌گوید:

ما به عنوان دانشمندان گیاه‌شناس، هنگامی که می‌خواهیم نتایج پژوهش‌های خود در مورد گیاهان را منتشر کنیم، علاقه‌مند هستیم که در مورد شباهت‌ها و تفاوت‌های سبک زندگی گیاهان و حیوانات صحبت کنیم؛ اما واقعیت این است که اگر ما برای توصیف گیاهان، آن‌ها را به حیوانات تشبیه کنیم و استعاره به کار ببریم، با مشکلاتی مواجه می‌شویم. ما باید از به کار بردن چنین استعاره‌هایی پرهیز کنیم؛ مگر آن‌که شما علاقه داشته باشید در مورد دردی که هویج به هنگام جویده شدن توسط انسان احساس می‌کند، بحث کنید که البته بحثی بی‌فایده است.

گیاهان با آن‌چه که باید در نهایت انجام دهند، سازگاری بسیاری دارند. آن‌ها ممکن است که سیستم عصبی، مغز و دیگر ویژگی‌هایی که باعث پیچیدگی هرچه بیشتر می‌شود را نداشته باشند؛ اما بخش‌هایی ویژه دارند که پیشرفت‌ها در آن‌ها صورت می‌گیرد. به عنوان مثال، گیاه رَشادی گوش‌موشی چشم ندارد؛ اما ۱۱ نوع مختلف فتوریسپتور دارد و این در حالی است که ما انسان‌ها ۴ نوع بیشتر نداریم. این یعنی فرآیند دیدن در آن‌ها به مراتب پیچیده‌تر از ما است و سیستم‌های حسگر آن‌ها چنین چیزی را بازتاب می‌دهد.

دنیل چاموویتز در کتاب خود می‌گوید:

نور برای گیاه، بیش از یک سیگنال است. نور برای آن‌ها غذا است.

گیاهان و حیوانات معمولاً با چالش‌های مشابهی روبه‌رو می‌شوند؛ اما نیازهای گیاهان به حس کردن، باعث شده تا این احساسات متناسب با آن‌چه که برای گیاهان اهمیت دارد، شکل بگیرند. دنیل چاموویتز در این خصوص می‌گوید:

گیاهانی وجود دارند که معمولاً ریشه‌های عمیق دارند و در یک محل ثابت فرآیند زندگی خود را طی می‌کنند. این یعنی چنین گیاهانی نسبت به من و شما، از محیطی که در آن زندگی می‌کنند، آگاهی بیشتری دارند.

برای این‌که درک کاملی از چگونگی درک جهان توسط گیاهان داشته باشیم، باید آن‌ها را همان‌طوری که هستند ببینیم. طبق گفته دنیل چاموویتز، اگر مردم و دانشمندان دائماً گیاهان را با حیوانات مقایسه کنند، آن‌گاه ممکن است که ما ارزش واقعی گیاهان را درک نکنیم.

فاطیما اِسوِرچکوا در این خصوص می‌گوید:

من دوست دارم که گیاهان را آن‌طوری که هستند ببینم. مردم باید گیاهان را به عنوان چیزهای زنده‌ای که شگفت‌انگیز، جالب و عجیب هستند، ببینند و برای آن‌ها ارزش قائل شوند. ما نباید به گیاهان به عنوان منبع غذایی مطلق انسان نگاه کنیم و یا آن‌ها را صرفاً زیست‌سوخت بدانیم.

چنین نگرشی مطمئناً برای همه‌ی ما مفید خواهد بود. زمینه‌هایی نظیر ژنتیک، الکتروفیزیولوژی و کشف ترانسپوزون‌ها، تنها زمانی که پژوهش‌ها در زمینه گیاهان آغاز شدند، به وجود آمدند و اثبات‌های بی‌شماری را برای علم زیست‌شناسی به ارمغان آورده‌اند. به طور کلی، واقعیت این است که ما انسان‌ها به عنوان گونه‌ای از حیوانات، چیزهای مشترکی با گیاهان داریم که شاید فرصتی باشد تا بگوییم ما بیش از آن‌چه که فکر می‌کردیم، شبیه گیاه هستیم. همین موضوع برای گیاهان نیز صدق می‌کند؛ آن‌ها بیش از آن‌چه که فکر می‌کردیم شبیه حیوان هستند.

دنیل چاموویتز بر این باور است که وجود شباهت میان ما و گیاهان، پیچیدگی خارق‌العاده‌ی گیاهان را به رخ می‌کشد و تعدادی از عوامل اصلی که تمام حیات روی زمین را به یکدیگر مرتبط می‌سازند، به ما نشان می‌دهد. پس از درک این موضوعات، آن‌گاه می‌توانیم یکپارچگی در زیست‌شناسی را درک کنیم.