Tým vědců z několika zemí prokázal účinek anestetik na rostliny, které pod jejich vlivem přestaly reagovat na vnější podněty. Je to bomba v botanice, medicíně, nebo jen bouře ve sklenici vody?
Anestetikum a jeho účinky, konkrétně to byl ether, poprvé popsal v roce 1818 fyzik a chemik Michael Faraday. K praktickému použití se odhodlali lékaři v roce 1846, kdy byl pacientovi, jenž inhaloval páry etheru, odstraněn nádor z krku. Francouzský vědec a lékař Claude Bernard (1813 až 1878) pak dokázal, že anestetika působí podobně na všechny živé organismy, tedy i na ty jednobuněčné či rostliny.
Konkrétně citlivka stydlivá (Mimosa pudica L.) po aplikaci diethyletheru přestala uzavírat své listy. Ty sklápí díky speciálním buňkám v listových kolénkách při vnějším vzruchu, například při dešti, silném větru, dotyku nebo otřesu, aby je pak zase po chvíli rozevřela. Bernard dospěl k závěru, že rostliny a zvířata musí mít společnou biologickou „esenci“, která je anestetikem narušena. To bylo v roce 1847. Proč nyní po více než sto sedmdesáti letech tolik zájmu o známou věc?
„Kytičky“ nejsou pouhé mechanismy
O rostlinách a jejich fungování víme pořád ještě málo. Není to zase tak dávno, kdy člověk považoval zvířata za nemyslící živočichy. Pak, i pod vlivem pokusů I. P. Pavlova na psech, byla považována spíše za „složitě fungující mechanismus“. O jejich inteligenci se začalo mluvit spíše až ve druhé polovině minulého století. Na rostliny přitom téměř nikdo nemyslel. Jsou přece němé, připoutány k jednomu místu…
To je pravda, ale dovedou vnímat mnoho vnějších podnětů a podle toho „jednat“. Víme, jak hmyzožravé rostliny reagují či jak se slunečnice otáčejí za zdrojem světla. To jsou ale jen velmi jednoduché příklady. Taková kokotice (u nás kokotice evropská – Cuscuta europia) je cizopasná rostlina, která nezvládá fotosyntézu, a musí si tak najít svého hostitele. V první řadě si ho vybírá podle těkavých látek, jež hostitel vylučuje, a má-li možnost, dá přednost tomu s tmavěji zelenými listy. Jiné rostliny žijící v oblastech, kde se střídá období sucha s obdobím dešťů, reagují například na kouř tím, že začínají uvolňovat svá semena. Je to logické, protože požáry porostů přicházejí ke konci suchého období, kdy jsou deště již na spadnutí.
Bacha, někdo nás žere
Můžeme ale jít ještě dál. Americké akácie si dokázaly ochočit mravence. Produkují sladkou šťávu pomocí takzvaných nektárií a na koncích listů mívají Beltova tělíska, která obsahují vysoké množství vitamínů, lipidů i proteinů a slouží mravencům jako potrava. Tyto rostliny navíc nabízejí mravencům velké duté ostny jako úkryt. Úkolem mravenců je své dobré bydlo chránit před těmi, kdo by chtěli akácie žrát. Je prokázáno, že akácie bez mravenců nepřežijí. Africké akácie se dovedou „informovat“ o tom, zda je někdo požírá. V takovém případě uvolní do vzduchu molekuly etylénu, které se šíří s větrem. Akácie v jeho směru pak dovedou zvýšit v listech obsah taninu, jenž je pro býložravce jedovatý.
K objevu tohoto procesu pomohla záhadná hromadná uhynutí antilop kudu v Jihoafrické republice, které žily v loveckých oborách. Pitva u nich neprokázala žádnou chorobu, jen nestrávené listy akácií v žaludku. Biolog a odborník na býložravce profesor Wouter Van Hoven se svým týmem zjistil, že ve volné přírodě antilopy kudu jdou za svou potravou proti větru tak, aby se akácie o svém brzkém konci „nedověděly“. V ohradách na menším prostoru to ovšem nešlo, proto se rostliny bránily jedem.
Čtěte také:
I rostliny mají svoji řeč. Umí si bránit své území, volají o pomoc i odposlouchávají
Rostliny jsou inteligentní. Rozhodují se, kdy mají růst
Laboratorní zvířata nahradí počítače, rostliny i dobrovolníci
Ochočily si nás kávovník a tabák?
Jestliže se rostliny dovedou bránit nebo si domestikovat své ochránce, vyvstává otázka, kam až jejich schopnosti sahají? Profesor František Baluška z Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität v Bonnu je o inteligenci rostlin přesvědčen. Dokonce natolik, že se stal spoluzakladatelem oboru zvaného rostlinná neurobiologie. Baluška mimo jiné tvrdí, že udělat nějakého tvora na sobě závislým je jednou ze strategií, jak může některý druh rostlin přežít, protože před nepřítelem sám utéct nemůže.
V případě akácií a mravenců to je více než markantní, ale co například tabák nebo kávovník a závislost člověka na nikotinu a kofeinu? Skutečností je, že některé kulturní rostliny dnes bez přispění člověka nemohou přežít, například kukuřice. „Vědí“ to rostliny? V každém případě mají systémem receptorů, které dovedou určitý signál přijmout a pak podle jeho relevantnosti předat někam, kde se signál vyhodnotí, a rostlina adekvátně reaguje. Využívá k tomu například auxiny, což jsou fytohormony, jako signální molekulu, takže každá část rostliny je informována o tom, co se stalo třeba jedinému stonku.
Je-li pak rostlina nemocná, poraněná a ve stresu, dokáže si sama vyrobit některé účinné látky, například metylsalicylát, který je derivátem kyseliny acetylsalicylové, tedy klasického aspirinu, jenž spouští tvorbu proteinů, které podpoří biochemickou obranu. Vytvoří si také etylen, který, jak už víme, je v medicíně používaný jako anestetikum. Takže si dovede nejen ránu léčit (kyselina acetylsalicylová povzbuzuje zacelení rány), ale i znecitlivět. Cítí tedy i bolest? „Na to nemůže nikdo odpovědět, protože se nemůžete zeptat,“ odpověděl na dotaz reportéra listu New York Times profesor František Baluška.
Pokusy na rostlinách urychlí výzkum
Jestliže rostliny cítí, může to být rána pro ty, kteří odmítají jíst potraviny živočišného původu s poukazem na to, že nechtějí působit živým organismům utrpení. Ovšem pro vědecký výzkum by to představovalo netušené možnosti. Fakt, že rostliny pod vlivem anestetik používaných na lidi či zvířata přestaly reagovat a tyto sloučeniny na ně působily podobným způsobem jako na zvířata a člověka, je pro vědu nanejvýš zajímavý.
Rostliny nemají nervovou soustavu. Tým badatelů z Japonska, Německa, Itálie a České republiky (biofyzik Andrej Pavlovič z Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum v Olomouci) ovšem došel k závěru, že anestetika mohou v rostlině utlumit elektrické signály. Z toho vyplývá, že rostliny by mohly v budoucnu pomoci při rychlém testování anestetik a jejich účinků bez toho, že by k výzkumu byla použita výhradně laboratorní zvířata, a uspíšilo by se tak jejich zavedení do praxe.
foto: Shutterstock, zdroj: The Guardian