Kasvien välinen viestintä vielä iso arvoitus tutkijoille
Kasvien on kohdattava vaarallinen maailma paikallaan pysyen. Selviytymistä edesauttaa tiukka yhteispeli toisten kasvien, sienien ja mikrobien kanssa. Yhteisön sisällä tapahtuu paljon myös viestintää, josta olemme vasta heikosti selvillä.
Kasvien viestintää tutkinut kasvitieteen dosentti Johannes Enroth toteaa kasvien ratkaisevan DNA:n avulla monia sellaisia ongelmia, joista eläimet selviävät liikkumalla. Kasvien käytössä onkin järeä arsenaali tarpeellisten proteiinien ja muiden yhdisteiden rakenteluun. Ihmisen solun tumassa DNA:ta on suoraksi avattuna noin 2 metriä, metsämännyllä 15 metriä. Ennätystä pitää hallussaan sudenmarja, jonka tumassa on sata metriä DNA:ta. Enrothin mukaan kasvit pystyvätkin tuottamaan vähintään kymmeniä tuhansia erilaisia orgaanisia yhdisteitä.
Yhdisteitä tarvitaan esimerkiksi kemialliseen torjuntataisteluun hyönteisiä ja taudinaiheuttajia vastaan.
Itse torjunta-aineet voivat olla hyönteisille myrkyllisiä, pahanmakuisia tai ne estävät syödyn kasvimassan pilkkoutumisen toukan sisällä. Osa kamppailua ovat myös viestintään käytettävät aineet, jolla kasvit varoittavat toisiaan erilaisista riskeistä.
Viestinnän pikalinja ovat ilman kautta kulkeutuvat yhdisteet, jotka leviävät säästä riippuen enemmän tai vähemmän tehokkaasti laajalle alueelle. Tieto metsän reunaan iskeneestä hyönteisestä leviää koko metsään ja saa kasvit tuottamaan tuholaista torjuvia aineita myös kauempana.
Enroth kertoo terpeenien olevan eräänlaisia ”yleishälytyskemikaaleja”, jotka voivat toimia yli lajirajojen. Hälytyksiin voidaan kuitenkin käyttää myös muita aineita.
Kemiallisen viestinnän hienosäätöä tunnetaan kuitenkin vasta heikosti.
– Menetelmien kehittymisen myötä tätä on tutkittu paljon, mutta siitä huolimatta kasvien kemiallista kieltä tunnetaan vasta heikosti.
Yhdisteiden ohella ainakin kuivuudesta kärsivät kasvit voivat tuottaa ihmisen kuuloalueen ulkopuolella olevaa erittäin korkeaa ääntä ja myös reagoida eri tavalla erilaisiin ääniin.
– Myös äänien tuottaminen ja vastaanottaminen on vielä valtaosin hämärän peitossa.
Enroth toivoo, että kasvien omia yhdisteitä hyödyntämällä viljelyssä voitaisiin tulevaisuudessa päästä eroon pölyttäjille haitallisista synteettisistä myrkyistä. Haastetta kuitenkin lisää yhdisteiden valtava määrä sekä se, että kemistien pitäisi suurin piirtein tietää, mitä ovat kasveista etsimässä. Aineiden valmistus voi lisäksi olla hankalaa ja kallista.
Enrothin mielestä tutkimuksissa on kuitenkin jo kertynyt paljonkin tietoa, jonka hyödyntämisessä olisi tehostamisen varaa.
– Tämäntapainen tutkimus jää helposti vain tiedepiirien tietoon. Tuloksia pitäisi popularisoida nykyistä tehokkaammin, jotta ne tavoittaisivat myös käytännön päättäjät.
Viestit kulkevat myös maan alla
Vaikka ilmankin kautta tapahtuvassa viestinnässä on vielä opittavaa, vasta maan alla asiat menevät todella kummalliseksi.
Enrothin mukaan viestien välittäminen maan alla on hitaampaa mutta tarkemmin kohteisiin osuvaa. Viestintään osallistuvat myös sienet. Tätä ilmeisen toimivaa, eriskummallista yhteispeliä selittää osin se, että asiaa on harjoiteltu reilut 400 miljoonaa vuotta.
Juuriston ”hiussuonistossa”, maaperässä ja sienirihmastoissa kulkeutuvien yhdisteiden ohella viestinnässä hyödynnetään Enrothin mukaan myös jännite-eroja. Kemiallisia signaaleita ja jännite-eroa hyödyntävä verkosto alkaa kuulostaa jonkinlaisilta aivoilta.
Enroth kuitenkin muistuttaa myös perustavista eroista.
– Kasvien solut ovat paljon vähemmän erikoistuneita kuin eläinten eri kudosten solut, minkä takia niiden on helpompi toimia sekä viestien lähettäjinä että vastaanottajina.
– Vaikka kasvien juurien ja sienien muodostama verkosto välittää viestejä, järjestelmän vertaaminen suoraan eläinten hermostoon on kaukaa haettua.
Mielikuvitus kuskin paikalla
Uhkiin reagoimisen ohella kasvit voivat myös muokata ympäristöä itselleen sopivammaksi tuottamalla esimerkiksi ravinteiden irrottamista tehostavia happoja. Jotkut lajit voivat myös myrkyttää ympäristöään kilpailun estämiseksi.
– Tätä tekee tehokkaasti muun muassa samettikukka, jonka lähellä monien muiden kasvien on vaikea menestyä.
Pääsääntöisesti menestystä tukee Enrothin mukaan kuitenkin yhteistyö. Koska kasvit eivät voi liikkua, niiden kannattaa tukeutua yhteispeliin, jonka piirissä ovat myös sienet ja mikrobit. Tämä salamyhkäinen maailma on alkanut kiinnostaa suurempaakin yleisöä. Moni on nähnyt toiminnan tehokkuuden ja järkevyyden viittaavan älykkyyteen siellä, missä sitä ei neurobiologian perusteella voi olla.
Kasveillakin menestystä tukee ensisijaisesti yhteistyö.
Enrothin mielestä asiassa on nähty melkoista keulimistakin. Mielikuvitus on hänen mukaansa noussut usein kuskin paikalle populaarissa kirjallisuudessa ja esityksissä. Enroth ei lämpene kokemusasiantuntijuudelle, jossa kasvit nähdään henkilöinä ja rakkauden virta sykkii oi-niin-ihanasti puun ja sitä haalaavan ihmisen välillä.
Vaikka asiassa on syytä välttää huuhaan sumua, tutkijoiden on yritettävä selittää selviä havaintoja tässäkin yhteydessä. Enrothin mukaan kasvien toimintaa on mahdotonta selittää pilkkomalla tapahtumat reduktiivisesti pelkäksi mekaniikaksi.
– Kasvienkin maailma on paljon enemmän kuin osiensa summa. Tämä jää meille lopultakin toiseksi maailmaksi koska emme pysty kommunikoimaan keskenämme.
Aineenvaihdunta pysähtyy
Syksyn vaihtuessa talveksi kasvien, sienten, mikrobien ja maaperän pieneliöiden yhteisö hiljenee. Ilman ja maaperän kautta tapahtuva vilkas ”aineenvaihdunta” viestintä mukaan lukien pitkälti pysähtyy.
Professori Jaana Bäck Helsingin yliopiston metsätieteiden osastolta kertoo puiden vetäytyvän horrosmaiseen nukkumistilaan, jossa elintoiminnot vähenevät minimiin. Vaikka runko halkeaisi pakkasessa tai myyrä söisi juuria, puu ei ryhdy korjaamaan tilannetta ennen lämmön palaamista.
– Maaperän sienet jatkavat talvellakin hengittämistä ja hieman lisääntymistäkin, mutta niilläkin veden ja ravinteiden ottaminen ja kuljetus kutistuu hyvin vähäiseksi.
Talousmetsä poikkeaa eliöyhteisönä merkittävästi ekologisen sukkession päätepisteessä olevasta aarniometsästä. Viimeksi mainittu pystyy kohtaamaan diversiteettinsä ja rakenteensa ansiosta paremmin myös häiriöitä. Ilmastomuutoksen kourissa resilienssi tulisikin tarpeeseen.
Talousmetsä on monessa tapauksessa köyhempi ja haavoittuvampi eliöyhteisö. Bäck kuitenkin toteaa, että elämää on vaikea nujertaa sielläkään.
– Evoluutio ei pysähdy, eikä elintila jää tyhjäksi. Myös talousmetsissä paikalle ilmestyy ympäristössä sillä hetkellä menestyviä lajeja ja kehitys jatkuu taas johonkin suuntaan.
Bäckin mielestä metsien käytössä kannattaisi nyt huomioida myös niiden kyky vastata erilaisiin katastrofeihin. Tältä kannalta tavoite olisi monilajinen, monimuotoinen metsä, joka sisältää riittävästi eri ikäistä puustoa.
Avohakkuutkaan eivät ole täysin poissuljettuja, mutta niiden laajuutta kannattaisi miettiä tarkasti.
Luonnon monimuotoisuuden palauttamisesta väännetään parhaillaan tiukasti kättä EU:ssa. Edellisen parlamentin hyväksymän ennallistamisasetuksen kohtalo on edelleen avoin.