وفادار به ریشه ها

به سوی زیست شناسی اعصاب گیاهان

از گل‌های ریز بنفش‌رنگ آن گرفته تا ساقه‌های آشفته‌اش که دستخوش باد هستند، چیزی درباره این علف هرز ساحلی که موشک دریایی دریاچه‌های بزرگ نامیده می‌شود وجود ندارد که نشان دهد ممکن است نوعی شگفتی گیاه‌شناختی در آن نهفته باشد. با این همه دانشمندان شواهدی یافته‌اند که نشان می‌دهد موشک دریایی می‌تواند کاری را انجام دهد که تاکنون هرگز ثابت نشده گیاه دیگری بتواند از عهده آن برآید. به گزارش پژوهشگران، موشک دریایی می‌تواند تفاوت میان گیاهانی که با آن خویشاوند هستند و گیاهان غیرخویشاوند را تشخیص دهد و این گیاه نه تنها خویشاوندان‌اش را تشخیص می‌دهد، بلکه علاوه بر این، آنها را به دیگران ترجیح می‌دهد. چنانچه موشک دریایی گیاهان غیرخویشاوندی را پیدا کند که همراه او در زمینی سرگرم رشد باشند، به شیوه‌ای تهاجمی در جهت آن ریشه‌های گیرنده مواد غذایی می‌رویاند.

اما اگر با یکی از اعضای خانواده روبه‌رو شود مودبانه از انجام این کار خودداری کرده و عقب می‌کشد. این کشف، بسیار شگفت‌انگیز و حتی می‌توان گفت تکان‌دهنده است، زیرا با وجود آنکه در تشخص خویشاوندان امتیازهای بزرگی هست، حتی در بیشتر جانوران نیز وجود توانایی انجام این کار به اثبات نرسیده است. اگر فردی بتواند خویشاوندان خویش را شناسایی کند، می‌تواند به آنها کمک کند از نظر تکاملی عملکرد معقولی داشته باشند، زیرا خویشاوندان در بعضی از ژن‌ها با هم مشترک‌اند. همان جاندار اهل تشخیص به همین دلیل ممکن است در برخورد با افراد غیرخویشاوند دست به رفتارهای زشت و ناخوشایند بزند چراکه با چنگ و دندان رقابت کردن با آنها معقول‌ترین کار است.

سوزان دادلی (S. Dudley)، بوم‌شناس تکاملی گیاهان در دانشگاه مک‌مستر در انتاریوی کانادا، که با دانشجوی تحصیلات تکمیلی‌اش، آماندا فایل، این بررسی را انجام داد، می‌گوید «از آنچه یافته‌ایم حیرت‌زده‌ام. گیاهان زندگی اجتماعی اسرارآمیزی دارند.» از زمان انتشار نتایج این پژوهش در شماره اوت ژورنال Biology Letters که از سوی آکادمی ملی علوم انگلستان منتشر می‌شود، دکتر دادلی و همکارانش شواهدی یافته‌اند که سه گونه گیاهی دیگر نیز می‌توانند خویشاوندان‌شان را تشخیص دهند. این پژوهش‌ها بخشی از یک تصویر نوظهور از زندگی در میان گیاهان است؛ تصویری که در آن این جانداران که از دیرباز صرفا سبزیجاتی بی‌تحرک و منفعل به شمار می‌آمدند را اکنون می‌توان به شکل موجوداتی دید که انواع مختلف چیزها را درباره گیاهان اطراف‌شان احساس می‌کنند و از این اطلاعات برای تعامل با آنها استفاده می‌کنند.

علت آنکه زندگی اجتماعی گیاهان این همه مدت ناشناخته باقی مانده، همانطور که پژوهشگران در بررسی گونه‌هایی همچون درمنه، توت‌فرنگی و تاتوره دیده‌اند، شاید آن باشد که شیوه‌های احساس گیاهان ممکن است به کلی متفاوت از شیوه‌های احساس در جانوران باشد. برای مثال نشان داده شده است که بعضی گیاهان با تغییرات جزئی در میزان نور، گیاهان بالقوه رقیب همسایه را احساس می‌کنند. این به خاطر آن است که گیاهان طول‌موج‌های خاصی از نور خورشید را جذب کرده و بقیه را بازمی‌تابانند، و این تغییر ویژه‌ای در کیفیت نور می‌دهد که برای گیاهان دیگر قابل تشخیص است. از این گذشته دانشمندان گیاهانی یافته‌اند که برای جمع‌آوری اطلاعات درباره گیاهان دیگر از روی نوع مواد شیمیایی که در خاک و هوا رها می‌کنند، راه‌هایی پیدا کرده‌اند. معلوم شده که یک علف هرز انگلی به نام سس (dodder) در حس کردن این مواد شیمیایی بسیار تیز است.

سس از خودش ریشه‌ای ندارد و نمی‌تواند با استفاده از فتوسنتز، فرآیندی که تقریبا تمام گیاهان دیگر آن را به کار می‌برند، برای خودش قند بسازد. در نتیجه دانشمندان می‌دانند که این گیاه پس از جوانه زدن از بذر باید هرچه سریع‌تر رشد خویش را روی گیاهان دیگر آغاز کند و مواد غذایی مورد نیازش برای زندگی را از آنها بیرون بکشد. اما حتی دانشمندانی که این گیاه را بررسی می‌کنند نیز از سرعت و دقت نهال سس در حس کردن قربانی و شکار آن شگفت‌زده‌اند. دانشمندان در فیلم‌های عکاسی با فاصله زمانی، دیده‌اند که جوانه‌های سس به شکل دایره‌ای حرکت می‌کنند و کشف کرده‌اند که این مسیر حرکت در واقع به علت نمونه‌برداری از مواد شیمیایی هوابردی است که گیاهان مجاور آزاد می‌کنند؛ درست همانطور که یک سگ هوای اطراف یک غذاخوری را بو می‌کشد.

سپس جوانه سس صرفا با استفاده از رد بوها و بدون آنکه تماسی با گیاه دیگری داشته باشد، به سمت قربانی مورد پسندش رشد می‌کند. یعنی سس از میان انتخاب‌های دوروبرش به شکل قابل اطمینانی آن گونه گیاهی را که روی آن بهتر از همه رشد می‌کند احساس و به آن حمله می‌کند. دکتر کونسوئلو دی مورائس (C. De Moraes)، بوم‌شناس شیمیایی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا که در تیم بررسی‌کننده این گیاه شرکت داشت، می‌گوید «وقتی فیلم‌ها را می‌بینید، این طور برداشت می‌کنید که گویی شاهد رفتاری هستید؛ یک رفتار جانوری. مثل آن است که کرمی کوچک به طرف گیاهی دیگر در حرکت باشد.»

اگرچه این نگاه به گیاهان به عنوان جاندارانی حساس تازه در حال ظهور است، اما دانشمندان ۲۰ سال است که مشغول یافتن نشانه‌هایی از این توانایی‌ها و برهمکنش‌ها هستند. اما اکتشافات جدید همچنان دانشمندان را شگفت‌زده می‌کنند که به نظر بعضی، علت آن وجود نوعی ناباوری مستحکم است که نمی‌پذیرد گیاهان بدون استفاده از چشم، گوش، دماغ، دهان و مغز بتوانند تمام کارهایی که می‌بینیم انجام می‌دهند را انجام دهند.

دکتر ریچارد کاربن (R. Karban)، بوم‌شناس گیاهی دانشگاه کالیفرنیا در دیویس، می‌گوید «بسیاری از مثال‌های رفتار گیاهان مثال‌هایی هستند که در آنها مشاهده این پدیده‌ها بسیار آسان است.» از نظر بسیاری از دانشمندان مشکل آن است که گرچه این رفتارها گاهی کاملا مشهود و آشکار هستند، ممکن است برای یک گیاه زیادی پیچیده و جانورمانند به نظر آیند. دکتر کاربن می‌گوید «شاید اگر درک مکانیکی‌تری از چگونگی رخ دادن این رفتارها داشته باشیم، در پذیرفتن نتایجی که به آنها می‌رسیم آسودگی بیشتری احساس کنیم.»

اینکه دانشمندان این رشته اغلب خویش را ناگزیر از آن می‌بینند که میان نتایج پژوهش‌های تجربی دقیق و بحث‌های به وضوح غیرعلمی و حتی پای منقلی درباره پدیده‌هایی همچون شعور و عاطفه در گیاهان تمایز قائل شوند، مانع از اعتبار و پذیرفتاری این بحث نمی‌شود. دکتر دادلی با اشاره به تصویری که در بعضی آثار عامه‌پسند از گیاهان ترسیم می‌شود، به ویژه کتاب «زندگی پنهان گیاهان»(۱۹۷۰) که در آن گیاهان موجوداتی حساس و سرشار از عواطف معرفی شده‌اند، می‌گوید «گیاهان موجودات سنت‌گرای حساسی نیستند که وقتی در اطراف‌شان چیزی آسیب ببیند پژمرده شوند و عاشق موسیقی کلاسیک و از موسیقی راک متنفر باشند.»

حتی پژوهشگران حاضر در جریان اصلی نیز همیشه با یکدیگر کاملا هم‌عقیده نیستند که کدام ایده‌ها به کلی داخل قلمرو علم هستند و کدام ایده‌ها کمی زیاده‌روی کرده‌اند. بحث‌های اخیر حول یک پرسش دیرپا می‌چرخند: کدام‌یک از توانایی‌ها و ویژگی‌هایی که دانشمندان از دیرباز ملک طلق جانوران پنداشته‌اند، از جمله احساس، یادگیری و حافظه را می‌توان به طور معقولی به گیاهان نیز منسوب کرد؟ در افراطی‌ترین شکل این جنبش برابری‌خواهی، اما همچنان درون قلمرو علم متعارف، اعضای انجمن زیست‌شناسی اعصاب گیاهان هستند که سایت اینترنتی آن علایق این گروه جدید را به شکلی گسترده در ارتباط با احساس در گیاهان توصیف می‌کند.

نام این انجمن به تنهایی برای نگران کردن بسیاری از زیست‌شناسان کافی است. زیست‌شناسی اعصاب یعنی بررسی دستگاه‌های عصبی - رشته‌های عصبی، سیناپس و مغز - که فقط در جانوران شناخته شده است. از نظر بیشتر دانشمندان صرف همین واقعیت، مفهوم زیست‌شناسی اعصاب گیاهان را به ترکیبی از غیرممکن، گمراه‌کننده و اعصاب‌خوردکن تبدیل می‌سازد. ۳۶ دانشمند از دانشگاه‌هایی شامل ییل و آکسفورد آنقدر به ستوه آمدند که سال گذشته در ژورنال «روند علوم گیاهی» مقاله‌ای با عنوان «زیست‌شناسی اعصاب گیاهان: ناداشته مغز گنج میسر نمی‌شود» منتشر ساختند. دانشمندان از این انجمن جدید به خاطر طرح احتمالاتی همچون وجود نورون‌ها و سیناپس‌های گیاهی گله کردند و خواستار آن شدند که پژوهشگران از این «قیاس‌های ظاهری و نتیجه‌گیری‌های مشکوک» دست‌بردارند.

مدافعان خاطرنشان ساختند که صد سال پیش بعضی دانشمندان با همین اندازه سرسختی اصرار داشتند که فیزیولوژی گیاهی وجود ندارد. امروزه این ایده چنان کهنه و منسوخ است که یادآوری آن جز باعث خنده دانشمندان بسیاری که در این رشته کار می‌کنند، نمی‌شود. در مورد آن «قیاس‌های ظاهری» نیز موج جدید گیاه‌شناسان به خوبی از این آگاه‌اند که گیاهان دقیقا همچون جانوران دستگاه عصبی ندارند. پنج دانشمند در دفاع از این گروه جدید نوشته‌اند «هیچ‌کس نمی‌گوید که ما دقیقا باید دنبال مغز کوچک گردوشکلی در ریشه یا نوک شاخه بگردیم.» این پژوهشگران می‌گویند در عوض می‌خواهند دانشمندان این احتمال را منتفی ندانند که ممکن است گیاهان برای انتقال اطلاعات از محیط دستگاه خودشان را داشته باشند که شاید شبیه دستگاه عصبی یک جانور باشد.

دکتر اریک برنر (E. Brenner)، گیاه‌شناس باغ گیاه‌شناسی نیویورک. از اعضای انجمن زیست‌شناسی اعصاب گیاهان، می‌گوید «گیاهان از یک قسمت بدن‌شان به قسمتی دیگر پیام‌های الکتریکی می‌فرستند.» اگرچه نزدیک به صد سال است که دانشمندان از وجود این پیام‌ها آگاهی دارند اما کوچک‌ترین تصوری ندارند که گیاهان از طریق آنها چه کاری انجام می‌دهند. دکتر برنر می‌گوید «تاکنون هیچ‌کس این پرسش را مطرح نکرده است که این همه اطلاعات چگونه در گیاه یکچارچه می‌شود و این تاحدی به خاطر آن است که ما خودمان را متقاعد کرده‌ایم که چنین نمی‌شود. ما را از طرح این پرسش ترسانده‌اند.» ذکر احتمال وجود زیست‌شناسی اعصاب گیاهان چنان واکنش‌های غیرمنطقی برمی‌انگیزد که دکتر برنر می‌گوید گاهی نگران آن است که این دیدگاه به موقعیت حرفه‌ای‌اش آسیب بزند. او می‌گوید «خیلی‌ها را می‌بینم که خارج از گود به انتظار نشسته‌اند تا ببینند که در نهایت ماجرا چگونه پیش می‌رود.»

New York Times, Jun. ۱۰, ۲۰۰۸

کارول کاسوک یون

ترجمه کاوه فیض اللهی