Det stille liv, den dybe grund - 16.07.2010

Artikel bragt i Weekendavisen 16. juli 2010, ideer, side 1

Planter. Er de miskendte genier, eller er den slags snarere new age-agtig ønsketænkning? Planter kan meget mere end bare at se godt ud, og en ny tænkning er ved at snige sig ind. .

Af LONE FRANK, Weekendavisen. 

KAN man virkelig tale om plante-adfærd? For slet ikke at snakke om plante-intelligens? Bevares, vi ved godt at planter er levende, men der synes ligesom at være tale om en anden kategori af liv end hos dyr, og selv mikrober synes mere animerede. Planter er derimod passive og aldeles ubevidste væsner. Eller rettere vækster. De står bare dér og suger vand af undergrunden og CO2 fra luften og opbygger biomasse, som drøvtyggere og veganere kan sætte til livs med god samvittighed.

 

»Planter er voldsomt misforståede,« siger professor ved Bonns universitet Frantisek Baluska, og fremhæver, at »de er følsomme biologiske organismer, der er lige så sofi-stikerede i deres adfærd som dyr.

Planter er ikke bare passivt sugende. De fouragerer aktivt og konkurrerer om begrænsede ressourcer både over og under jorden,« fortsætter han ufortrødent, og tager så munden helt fuld: »I den forstand, at planter kan integrere kompleks biologisk og kemisk information og reagere passende på den, mener jeg godt, man kan tale om - ja kognition.« Det er stærke sager, og Frantisek Baluska indrømmer, at han ikke tilhører planteforskningens main stream.
»Vi er marginaliserede,« klager han og mener med »vi« den lille internationale bevægelse af planteforskere, som har organiseret sig i Society of Plant Signaling and Behaviour. Denne gruppe entusiaster sprang for alvor ud i 2005, hvor de udråbte et nyt felt: Planteneurobiologi. Det fik de omgående på puklen for. Planter har hverken hjerner eller nervesystem, lød det fra kritiske kolleger, og selve det at tale højt om den slags er skadelig virksomhed. Videnskaben må holde hovedet koldt.

 

Den skammelige formulering går ellers helt tilbage til selveste Charles Darwin. Evolutionsteoriens fader havde en svaghed for planter, som han observerede og eksperimenterede med i stor stil. Blandt andet iagttog han, hvordan små spirende rødder tilsyneladende kunne sanse både fugt, jordforhold i øvrigt, gravitation, berøring samt lys og indrette vækstretningen efter de samlede signaler. I The Power of Movement in Plants fra 1880 skrev han henrevet: »Det er næppe nogen overdrivelse at sige, at rodens spids agerer som hjernen hos de lavere dyr; hjernen befinder sig i den forreste ende af kroppen, modtager indtryk fra sanseorganer og dirigerer de forskellige bevægelser.« »Darwin brugte ' hjerne' som en metafor,« sukker Baluska, »og det samme gør vi, når vi taler om ' nervesystem'. Men vi mener, at metaforen er nyttig, fordi den kan åbne for en ny måde at udforske planters liv på.

 

I dag fokuserer forskningen i felter som plantefysiologi og molekylærbiologi kraftigt på at kortlægge og forstå isolerede molekyler og processer.
For at komme videre, er vi nødt til at forsøge at forstå hele planten ud fra et systemisk perspektiv. Hvis du ser på, hvor mange stimuli - både biologiske og ikke-biologiske - en plante hele tiden modtager og behandler, er det oplagt at spørge, om ikke den har et system, som koordinerer responser i hele organismen. Noget som er analogt til dyrs nervesystem.« Frantisek Baluska sukker hørligt.
»Men vi kan ikke engang få lov at stille spørgsmålene. Forskningsverdenen kan være overordentlig konservativ og gennemtvinge en effektiv ensretning. Du får simpelthen ikke penge, hvis du bruger de forkerte ord i en ansøgning i dag.«

 

TILSYNELADENDE flyder fy-ordene dog frit i tidsskrifter og artikler.
Gennem de senere år har ikke mindst professor Anthony Trewavas fra University of Edinburgh slået et slag for planteintelligens. Planters adfærd kan ikke alene kaldes aktiv, men er ofte både målrettet og intentionel, i og med at det, planter rent faktisk gør, er en »intelligent« respons på et hav af påvirkninger.

Planter er i princippet ikke mere automatiske i deres reaktioner end dyr, argumenterer Trewavas. Blandt andet kan de siges at have kapacitet for både indlæring og hukommelse - både korttidsog langtidshukommelse viser det sig. I førstnævnte afdeling kan man nævne den kødædende venus fluefanger som eksempel. Den smækker kun sine grønne kæber i, når mindst to af de små fine hår i blomstens indre bliver berørt og udløser en elektrisk impuls. De nødvendige berøringer kan selvfølgelig ske samtidig, hvis eksempelvis en korpulent spyflue lander uelegant og træder på en hel bunke snubletråde, men de kan også foregå med forsinkelse. Når først ét hår er blevet trigget husker planten det nemlig i op til 40 sekunder, og i den periode vil berøring af blot ét andet hår straks udløse fælden.
Påvirkninger kan dog også gemmes i planters system i helt op til måneder.
Og i forbindelse med stress kan planter »trænes op« til resistens.
Hvis man over tid udsætter dem for mindre men stigende doser af kulde, varme, tørke, vind, vand eller salte og mineraler, som de ikke bryder sig om, kan man opnå en resistens mod en påvirkning, som ellers ville have gjort det af med planten. Man ser simpelthen, at den respons, der udløses af den pågældende type stress, bliver både hurtigere og stærkere end den oprindelig var.
»Klart en slags indlæring via trial and error,« som Trewavas sidste år konstaterede i en oversigtsartikel i Plant Behaviour. Men når de fleste - inklusive plantebiologer - har svært ved rigtig at erkende den grønne intelligentsia, mener han, at det skyldes, at vi kun i ringe grad forstår, hvordan planter foretager »beslutninger«, der resulterer i den adfærd, vi ser.

Ingen ved således helt, hvordan træer i både nordlige til subtropiske egne bærer sig ad med at holde en gennemsnitlig bladtemperatur på 21 grader - en temperatur, som er fordelagtig for fotosyntesen. Man er heller ikke klar over, hvordan planter under tørke »bestemmer« sig til at afskære forsyninger til bestemte blade, så de visner, og hele planten dermed sparer på vandet. Men planter har sansemodaliteter, som svarer til noget, vi forbinder med dyr, fremhæver Monika Hilker fra Berlins Freie Universität. Så sent som december sidste år udtalte hun til New York Times, at planter kan både »føle, se, høre og tale«. Hvad man end vælger at kalde planters gøren og laden, er hele herligheden baseret på kompleks kemi og elektriske signaler. Faktisk har det sidste årtis planteforskning åbnet porten til en forunderlig verden af komplekse og indbyrdes forbundne signaler. Den heftige kommunikation foregår internt mellem dele den enkelte plante, mellem forskellige planter og endda mellem planter og de dyr, der enten bestøver eller æder dem.

»Planter er de rene mestre i syntesekemi,« konstaterer professor ved LIFE på Københavns Universitet Birger Lindberg Møller og understreger, at deres biokemi så langt overgår vores egen i kompleksitet. »Produktion af naturstoffer er jo planters måde at ' flytte' sig på. Deres måde at reagere på omverdenen i det hele taget. Planter danner ikke mindst en imponerende vifte af volatile stoffer, som udsendes fra forskellige væv i nøje afstemte tidsintervaller og mængder.« I en verden fyldt med store og små planteædere, frister planter en risikabel tilværelse, og et særlig fascinerende kapitel er den kommunikation, de bruger til forsvar. Der er selvfølgelig det direkte forsvar, hvor planter udskiller stoffer, der er giftige for insekter eller mikrober. Men i den mere avancerede ende af krigsførelsen taler forskerne ligefrem om »cry for help«. Et tavst, men gennemtrængende råb om assistance.

Det består i al sin elegante enkelhed i, at planter, når de eksempelvis bliver bidt eller suget i af insekter, reagerer ved at udsende kemikalier, som tiltrækker rovdyr, der kan udrydde det angribende insekt. Andre planter i området opfanger de samme stoffer og sætter selv gang i tilsvarende forsvarsværker.

Hvordan kommunikationen foregår, og hvilke konkrete stoffer, der sætter gang i reaktioner, har hidtil været tåget og er først nu ved at blive kortlagt. Som nu hos rosenkål, Brassica oleracea, der nok er ringeagtet af mange mennesker, men som er eftertragtet blandt kålsommerfugle.
Sommerfuglen lægger sine æg på plantens blade, for at larverne kan mæske sig i dem, men i 2008 beskrev Monika Hilkers forskergruppe, hvordan rosenkålen sanser den benzylcyanid, som findes i den klæbrige masse rundt om æggene. Stoffet får bladene til at udsende et duftstof, som tiltrækker hunnerne af en særlig snyltehvepseart. Når hvepsene kommer til stede, opdager de til gengæld sommerfugleæggene og lægger behændigt deres egne æg i samme pose. Hvepsens larver ender altså med at mæske sig på sommerfuglens afkom, før det kan æde kålen.
Tobaksplanten Nicotiana attenuata har et lignende problem, og måden den forvalter sit pund på, overraskede sidste år specialist i plantekommunikation og professor ved Max Planck Institut for kemisk økologi, Ian Baldwin. Den forsøger at undslippe en planteæder ved at skifte bestøver. Normalt åbner planten sine blomster om natten og lader dem udsende benzylacetone for at tiltrække nataktive høgemøl, som er dens foretrukne bestøvere. Men der er en omkostning ved arrangementet.
Møllene har et larvestadie, som ikke bestøver men bare fortærer tobaksplanternes indbydende blade. Planten registrerer imidlertid mundvand fra de planteædende larver, og ved at sende særlige hormoner rundt i vævet, skifter den nu til at åbne sine blomster ved daggry. Den trækker også benzylacetonen ud af blomsterne, hvorved de nu tiltrækker og bestøves af kolibrier.
»Selv jeg bliver gang på gang overrasket over, hvor fænomenal planters plasticitet er,« som Lindberg Møller siger. »Deres metabolisme er uendelig meget mere fleksibel end vores og de kan tilpasse sig langt bedre. Den evne gør, at planter kan bruges til alt muligt som redskab i bioteknologien, og jeg spår, at planteplasticitet bliver et af fremtidens varme forskningsemner.« ET andet kan meget vel blive planters hidtil skjulte sociale liv. Det kommer efterhånden frem, at planter - »planteindivider«, som Frantisek Baluska insisterer - opfatter og handler i forhold til hinanden. Både som venner, fjender og endda som slægtninge.
Man har opdaget, at visse typer af invaderende planter ligefrem kan geare op til et rodangreb på planter af andre arter, hvor de til gengæld behændigt undgår at gro for tæt op ad artsfællers rødder.

Der er også mere subtile former for konkurrence. Som når sagebrush, Artemisia tridentata, udsender signaler om, at den er under angreb af insekter - selvom den ikke er det - hvilket får omkringstående planter til at bruge energi på at danne og udsende forsvarsstoffer og nedprioritere vækst i deres rodnet.
Mest overraskende har det dog været, at visse planter udviser det, man kalder kin recognition - altså, at de genkender søskendeplanter og skelner dem fra andre artsfæller.
Fænomenet blev opdaget i 2007 af en økolog ved det canadiske McMaster University, Susan Dudley, som lavede forsøg med strandsennep.
Hun pottede tretusind små stiklinger to og to, registrerede den måde, deres rødder udviklede sig på, og kunne konstatere, at to planter med samme »mor« ( altså spiret af frø fra samme plante) begge holdt sig pænt tilbage med at danne rødder. De delte så at sige de til rådighed stående ressourcer i potten. Så snart der var tale om sammenplantning af to ubeslægtede artsfæller, skød begges rodnet vildt og inderligt som for at suge så meget til sig som overhovedet muligt.
Dudley iagttog senere, at individer af blomsterplanten Impatiens pallida, sender mindre energi end sædvanligt til roddannelse, når de er omgivet af søskende fremfor andre artsfæller.

I 2009 brugte hun og samarbejdspartnere den lille gåsemad - Arabidopsis thaliana - til at vise, at genkendelsen foregår via signaler fra rødderne. Når eksemplarer af Arabidopsis blev dyrket i steril væske og tilsat ekstrakt fra rødder af henholdsvis søskende og fremmede, indrettede de deres rodvækst efter det.
At der også går signaler fra resten af planten, viste et parallelt eksperiment, hvor planterne stod i potter. Forskerne så nemlig lignende tegn på genkendelse, når søskende i hver sin potte blev stillet tæt op ad hinanden.
»Det er ikke umuligt, at man har at gøre med fænomenet kin selection,« siger Birger Lindberg Møller. »Altså at genetisk beslægtede individer deler ressourcer og på den måde opnår en samlet overlevelsesfordel fremfor ubeslægtede konkurrenter.
« Kin selection er ellers noget man sædvanligvis udelukkende forbinder med dyrs evolution og adfærd, men Susan Dudley er i færd med at undersøge, om genkendelsen af søskende vitterlig gavner et plantesamfund.
»Når folk er så overraskede over det,« siger Frantisek Baluska, »skyldes det, at de ikke ser planter som individer på samme måde som dyr. De fleste planteforskere laver eksperimenter med bunkevis af planter, som de smækker sammen og laver statistik på.« Han er dog overbevist om, at dette syn på længere sigt vil tabe.
»Det er jo tydeligt, at mange plantegener ligner vores egne, og planter producerer også stoffer, der virker som signalstoffer i dyrs nervesystemer: Serotonin og GABA, som eksempelvis er centrale aktører i vores hjerne.

Om tyve år vil det være helt selvfølgeligt at tale om planteneurobiologi,« forudsiger han.
»Vi er nødt til endelig at komme væk fra Aristoteles' ældgamle kategoriske skelnen mellem dyr og planter og i stedet se på alle multicellulære organismer under én hat.« Måske det så også vil være på tide at revidere betydningen af velkendte udtryk som at »vegetere« eller ende som en »grøntsag«.

Planters adfærd kan ikke alene kaldes aktiv, men er ofte både målrettet og intentionel, i og med at det, planter rent faktisk gør, er en »intelligent« respons på et hav af påvirkninger.