Rostliny se podle vědců učí podmíněným reflexům

MAGAZÍN - Příroda autor: Jan Toman

Výzkum podmíněných reflexů je nerozlučně spjat se jménem ruského vědce Ivana P. Pavlova. Snad každý někdy slyšel o jeho pokusech se psy, při kterých své svěřence navykl na zvonění před jídlem. Po nějaké době začali psi natěšení na svou denní dávku potravy slinit už při samotném zvuku zvonku: Ivan Petrovič u nich přenesl reakci na primární podnět i na podnět zcela zástupný.

Ilustrační snímek

Ilustrační snímek,zdroj: ThinkStock

V průběhu dvacátého století se podobné schopnosti podařilo prokázat u mnoha dalších zvířat včetně řady bezobratlých. Mohly by ale podmíněné reflexy vznikat také u rostlin? Na první pohled se jedná o bizarní myšlenku – vždyť ani nemají mozek! Jak se ale v posledních letech ukazuje, rostliny se ve svých "mentálních" schopnostech živočichům překvapivě blíží…

Několik studií naznačilo, že rostliny zvládají základy učení a vládnou i jistou individuální pamětí. Vytváření typických podmíněných reflexů se ale podařilo u rostlin prokázat až teprve nedávno.

Tým evropských a australských vědců, kterému se to podařilo, stál od začátku před několika překážkami. Rostliny hrachu, se kterými pracovali, jim asi těžko začnou v reakci na určité podněty slinit.

Jejich chování museli studovat jinak. Naštěstí si uvědomili, že se chování u rostlin projevuje jinak než u živočichů, kteří se mohou volně pohybovat: růstem. Teoreticky by mohlo jít semenáčky hrachu naučit, že se s určitým podnětem pojí přítomnost odměny, a následně sledovat, zda směrem k podnětu porostou. Co je ale pro mladý hrášek vhodnou odměnou? Přeci to, po čem touží každá rostlina – dostatečný přísun životodárného světla.

Uspořádat výsledný pokus nebylo tak těžké, jako jej naplánovat. Vědci přivykli drobné semenáčky laboratornímu prostředí. Po pár dnech je začali "cvičit". Rostliny přesunuli pod trubku ve tvaru Y a světlo jim pouštěli pouhou hodinu denně.

Vycvičený hrášek

Trik spočíval v tom, že světlo vždy přicházelo jen z jednoho ramene rozvětvené trubky. V polovině případů ze stejného ramene přicházel i větřík produkovaný ventilátorem, zatímco u zbývajících rostlin byl ventilátor namontovaný v neosvětleném rameni. Právě vítr sloužil vědcům jako náhražka Pavlovova zvonku.

Finální test dopadl jednoznačně. Ty semenáčky, které nebyly vystavené ani světlu, ani větru, rostly přednostně tím směrem, kde se nacházelo světlo při posledním tréninku. Zato semenáčky, ke kterým přicházel z jednoho ramene aparatury vítr, volily podle toho, jak byly "vycvičené". Ty, u kterých vědci spojili světlo s větrákem, rostly přednostně směrem k větru, a naopak ty, při jejichž "výcviku" byl ventilátor umístěný v opačném směru, rostly častěji do druhého ramene.

Přestože byly výsledky přesvědčivé, zdaleka ne všechny rostliny vykázaly stejnou míru učení. Jak je možné, že se některé semenáčky zdánlivě nic nenaučily? Výzkumníci nalezli možnou odpověď i na tuto otázku. Při druhém experimentu navykli tři skupiny rostlin na různé denní režimy. Jedněm svítili klasicky přes den, druhým z večera na noc a třetím z noci na ráno.

Když zopakovali v jeden čas proceduru z předchozího pokusu, ukázalo se, že směrem k očekávanému světlu rostou podle naučených podnětů jen rostliny, pro které právě subjektivně panoval den. Naši zelení souputníci jsou tak zřejmě ještě chytřejší, než se kdo odvažoval hádat – oplývají vnitřními hodinami a ohledně růstu se rozhodují zcela účelně podle toho, jaké vnější podmínky mohou čekat.

Stále ovšem zůstává více otázek než odpovědí. Jak například rozhodování rostlin probíhá, když nemají žádnou jasně identifikovatelnou nervovou nebo mozkovou tkáň? Mohou ji nahradit určité vazby mezi klasickými buňkami, jejich částmi či snad značkami na DNA? Kde u nich sídlí paměť a jak funguje? Nejsou náhodou jejich „mentální“ schopnosti ještě výraznější? A mohly sehrát důležitou roli v rostlinné evoluci? Na tyto a další otázky odpoví až další výzkum.

Zdroj: Gagliano M, Vyazovskiy VV, Borbély AA, Grimonprez M & Depczynski M (2016): Learning by Association in Plants. Scientific Reports, 6.

Tagy: rostliny zvířata a příroda

Zdroje: Vlastní