گیاهان بو می کشند

گیاه شناسان از طریق انجام آزمایش هایی پی برده اند که راه هایی وجود دارد که گیاهان از آن طریق بوی یکدیگر را می فهمند. بعضی از گیاهان رایحه ای تولید می کنند که گیاهان مجاور به آسیب دیدگی آن ها پی می برند. برخی دیگر نیز بو می کشند.
" کاسکوتا پنتاگون"(1) یک گیاه معمولی نیست. گیاهی دراز و دوکی شکل است که می تواند تا حدود یک متر رشد کند، گل های ریز سفید با پنج گلبرگ بدهد و در همه جای آمریکای شمالی یافت شود. آنچه کاسکوتا(معروف به گیاه لرزان) را منحصر به فرد کرده، این است که هیچ برگی ندارد. همچنین سبز رنگ نیست چون فاقد کلروفیل(رنگ دانه ای که انرژی خورشید را جذب می کند و به گیاهان اجازه می دهد نور را از طریق فتوسنتز به قند و اکسیژن تبدیل کند) ، است.
کاسکوتا غذای خود را از گیاهان مجاور می گیرد و گیاهی انگلی است. این گیاه برای زنده ماندن، خود را به گیاه میزبان می چسباند و از مواد مغذی این گیاه تغذیه می کند.
آنچه کاسکوتا را واقعاً شگفت انگیز می سازد این است که خیلی خوش اشتها است و برای تهاجم گیاه مناسبی را انتخاب می کند. دانه گیاه کاسکوتا مانند سایر گیاهان جوانه می زند. جوانه گیاه در هوا رشد می کند و ریشه آن در خاک و گل مدفون می شود. اما اگر این گیاه جوان به حال خود رها شود می میرد. پس باید خیلی زود گیاه میزبانی برای ادامه زندگی پیدا کند. همچنان که بذر گیاه به تدریج رشد می کند جوانه های خود را به حالتی دایره ای شکل کوچک درمی آورد و اطراف را بررسی می کنند(مانند حالتی که همه جا تاریک است و در نیمه های شب در آشپزخانه دنبال چیزی می گردیم. )
در شرایطی که این حرکات در ابتدا تصادفی به نظر می رسد، ولی اگر این گیاه نزدیک به گیاه دیگری نظیر بوته گوجه فرنگی باشد، کاملاً آشکارا به سمت آن می چرخد و رشد می کند و مسیر خود را به سمت گوجه فرنگی تغییر می دهد.
گیاه لرزان خم می شود و رشد می کند و می چرخد تا این که برگ بوته گوجه فرنگی را پیدا کند. اما به جای این که برگ گوجه فرنگی را لمس کند، به حرکت خود بر روی زمین ادامه می دهد تا ساقه بوته گوجه فرنگی را پیدا کند. این گیاه در حرکت نهایی و آخرین خود برای رسیدن به موفقیت خود را به دور ساقه می پیچاند، اندام های ریزی را به آوندهای آبکش گوجه فرنگی(که مواد قندی شیره گیاه را حمل می کنند) می فرستد و شروع به مکیدن آن می کند تا بتواند به رشد خود ادامه و سرانجام گل دهد.
یکی از حشره شناسان به نام " دی موراس" حتی توانسته است این رفتار گیاه را مستندسازی و از آن فیلم برداری کند.
این حشره شناس که در دانشگاه پنسیلوانیا فعالیت می کند، علاقه مند است بفهمد علائم شیمیایی فراری که بین گیاهان و حشرات و بین خود گیاهان با یکدیگر وجود دارد، چیست.
یکی از طرح های او تمرکز بر این موضوع بوده که بفهمد کاسکوتا طعمه خود را چگونه پیدا می کند. او نشان داد که این ساقه نرم لرزان هرگز به سراغ محل های فاقد گیاه و یا گیاهان نامناسب نمی رود و وفادارانه به سمت بوته های گوجه فرنگی می رود و تفاوت نمی کند که گوجه فرنگی در کجا باشد، در زیر نور، در سایه و یا در هر جای دیگر.
موراس به این فرضیه رسیده است که این گیاه لرزان گوجه فرنگی را می بوید. وی و دانشجویانش برای آزمایش فرضیه خود گیاه لرزان را در جعبه ای در بسته قرار دادند و گیاه گوجه فرنگی را در جعبه در بسته دیگری گذاشتند. دو جعبه از طریق یک لوله استوانه ای شکل ارتباط داشتند، از همین طریق نیز هوای آزاد به هر دو گیاه درون جعبه ها می رسید. مشاهده شد که گیاه لرزان کاسکوتا مرتباً به سمت لوله رشد می کند. چنان به نظر می رسید که بوته گوجه فرنگی رایحه ای پخش می کند که در داخل لوله می وزد و از آن طریق به گیاه لرزان می رسد و گیاه لرزان این رایحه را خیلی دوست دارد.
گروه موراس این پرسش را مطرح کرد که اگر کاسکوتا واقعاً فقط به دنبال بوی گوجه فرنگی می رود، بنابراین شاید بتوان عطر مایه( اسانس) آن را در فضا پخش کرد تا معلوم شود آیا گیاه لرزان به سمت بو می رود. برای این کار گروه عطری با بوی گوجه فرنگی ساخت و آن را بر روی پارچه هایی از جنس پنبه پاشید و گلوله های پنبه را بر روی تکه چوب های نزدیک ظرف کاسکوتا قرار داد. هم زمان تعدادی از حلالی که با آن عطر مایه گوجه فرنگی را ساخته بود نیز بر گلوله های پنبه ای پاشید و آنها را نیز کنار جعبه کاسکوتا قرار داد. همچنان که پیش بینی می شد، این حقه گرفت و گیاه لرزان با اندیشه یافتن غذا به سمت پنبه هایی که بوی گوجه فرنگی می داد رشد می کرد ولی به سمت پنبه های حاوی حلال نمی رفت.
در آزمایش دیگری به گیاه لرزان امکان انتخاب بین بوته گندم و گوجه فرنگی داده شد که گیاه گوجه فرنگی را انتخاب کرد. اگر کاسکوتا را در نقطه ای رشد دهید که دارای فاصله مساوی با بوته گندم و گوجه فرنگی باشد، گیاه لرزان به سمت گوجه فرنگی خواهد رفت.
از نظر شیمیایی عطر مایه گوجه فرنگی و گندم به هم شبیه هستند. هر دو نوعی ترکیب شیمیایی فرار دارند که به نوبه خود می توانند کاسکوتا را وادار به رشد کردن به سمت خود کنند. بنابراین چه چیزی موجب می شود که گوجه فرنگی ترجیح داده شود؟ یکی فرضیه روشن پیچیدگی دسته های گوجه فرنگی است. علاوه بر ترکیب شیمیایی مشابه گندم، گوجه فرنگی دو رایحه شیمیایی فرار دیگر نیز دارد که گیاه لرزان را جذب می کند و مقاومت گیاه لرزان را از بین می برد. ولی گندم فقط یک رایحه اغواکننده دارد و فاقد دو رایحه دیگر گوجه فرنگی است.
علاوه بر این ها در گندم نوعی استات- یکی از ماده هایی است که می توان آن را از اسید استیک به دست آورد- وجود دارد که موجب پس زدن گیاه لرزان می شود و در نتیجه بوی گندم را آزاردهنده می یابد.

استراق سمع

در سال 1983 دو گروه از دانشمندان یافته های عجیب ارتباط بین گیاهان را چاپ کردند که درک ما را درباره گیاهان از درخت بید گرفته تا لوبیا متحول کرد.
این دانشمندان مدعی شدند که درختان به یکدیگر در مورد حمله قریب الوقوع حشرات برگ خوار اعلام خطر می کنند. اخبار مربوط به فعالیت این دانشمندان خیلی زود در جوامع پیچید و به فرهنگی مردم پسند تبدیل و نام این یافته دانشمندان " درختان سخنگو" نهاده شد. این اصطلاحات نه تنها در روزنامه ها و مجلات علمی دیده می شد، بلکه نشریات عمومی و اجتماعی دنیا نیز آنها را استفاده و منتشر می کردند.
دو دانشمند دانشگاه واشنگتن متوجه شدند که کرم ابریشم کمتر علاقه دارد به درخت بیدی که کرم های دیگر قبلاً به درخت بید کناری آن حمله کرده و برگ های آن را خورده اند، هجوم ببرد. درخت های سالم مستقر در نزدیکی درختان آسیب دیده در برابر کرم ابریشم مقاوم شده بودند، چون این درختان نوعی فنول و مواد شیمیایی دیگر در برگ های خود به وجود می آوردند که برگ ها را برای خوردن حشرات ناخوشایند و بی مزه می کرد. چون دانشمندان هیچ وجه اشتراکی بین درختان آسیب دیده و سالم پیدا نمی کردند، یعنی آنها ریشه مشترکی نداشتند و شاخه های آنها نیز با هم تماس نداشت، بنابراین به این نتیجه رسیدند که درختان مورد هجوم، باید پیامی عطرآگین از طریق هوا به درختان سالم مجاور خود فرستاده باشند. به عبارت دیگر درختان آسیب دیده به درختان سالم همسایه از این طریق علامت داده و اعلان خطر می کردند که: آگاه باشید و از خودتان دفاع کنید!".
فقط سه ماه بعد دو نفر از محققان دیگر مقاله ای منتشر کردند که دیدگاه های دانشمندان اولیه را تأیید می کرد. این دو محقق در مورد نهال سپیدار و افرا مطالعه کرده بودند که در یک قفس پلاستیکی نگهداری می شدند. محققان برای آزمایش خود از دو قفس جداگانه استفاده کردند: در اولین قفس تعدادی از دو نوع از درختان قرار داشت.
15 درختی که دو تا از برگ های آنها دو نیم شده بود و 15 درخت که برگ های آنها آسیبی ندیده بود.
در دومین قفس نیز درختان سالمی برای کنترل آزمایش قرار داده شده بود. دو روز بعد در برگ های سالم باقیمانده روی درختانی که برگ آنها دو نیم شده بود، تولید نوعی ماده شیمیایی که برای جلوگیری از تهاجم کرم ها مؤثرند، را افزایش دادند. در حالی که این اتفاق و تولید این ماده شیمیایی در درختان قفس دوم که برگ های سالمی داشتند رخ نداد. این دو محقق به این نتیجه رسیدند که برگ های آسیب دیده، چه از طریق دو نیم کردن و یا هجوم حشرات، نوعی گاز بازدارنده تولید می کنند که درختان آسیب دیده را قادر می سازد با درختان سالم ارتباط برقرار کنند و به آنان در مورد ضرورت دفاع از خود در حمله قریب الوقوع حشرات اخطار دهند.
این گزارش های اولیه در مورد علامت دهی گیاهان به یکدیگر اغلب به دلیل فقدان انجام کنترل ها و نتایج صحیح توسط جوامع علمی نادیده انگاشته و اغراق آمیز تلقی می شد.
اما در دهه گذشته پدیده ارتباط بین گیاهان از طریق بو، بارها و بارها در گیاهان متعدد نظیر جو، مریم گلی، توسکا و... به نمایش درآمده است.
در حالی که امروزه پدیده مطلع شدن گیاهان از طریق علائم شیمیایی ارسالی از سوی گیاهان مجاور یک موضوع پذیرفته شده علمی است، این سوال باقی ماند که: آیا واقعاً گیاهان با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و به عبارت دیگر نزدیک شدن خطر را اطلاع می دهند و یا این که درختان سالم از درختانی که مورد هجوم واقع می شدند به گونه ای که آنها نفهمند، استراق سمع می کنند؟
" مارتین هیل" و گروهش در مرکز تحقیقات گیاهی مکزیکوسیتی در مدت چند سال گذشته لوبیای وحشی را بررسی کردند تا پاسخ این سؤال را کشف کنند.
هیل که در مؤسسه ماکس پلانک نیز فعالیت می کند، می داند که دانشمندان مشاهده کرده اند که وقتی لوبیا توسط سوسک ها خورده می شود به دو طریق واکنش نشان می دهد: 1- برگ هایی که خورده شده اند نوعی ترکیب شیمیایی فرار در هوا پخش می کنند 2- گل ها( که ممکن است مورد هجوم واقع نشده باشند) از خود عطر مایه ای تولید می کنند که بندپایان سوسک خوار را جذب می کند. هیل و گروهش لوبیاهای مورد هجوم سوسک واقع شده را کنار گیاهانی که دور از دسترس سوسک ها بودند، قرار دادند و هوای اطراف برگ های مختلف را بررسی کردند. آنها چهار برگ از سه گیاه مختلف را انتخاب کردند: از گیاهی که مورد هجوم سوسک ها واقع شده بود دو برگ را انتخاب کردند، برگی که خورده شده بود و برگی که خورده نشده بود، یک برگ سالم و دست نخورده از گیاه مجاور و یک برگ از گیاهی که دور از دسترس سوسک ها قرار داشت.
آنها با استفاده از یک فناوری پیشرفته ماده شیمیایی فرار اطراف هر برگ را شناسایی کردند. هیل متوجه شد که ماده شیمیایی پخش شده از برگ های خورده شده و برگ های سالم گیاه مورد هجوم واقع شده همانند یکدیگر است. در حالی که در هوای اطراف برگ های گیاهی که هیچ حمله به آن نشده، چنین نوع گاز و ماده ای شیمیایی وجود ندارد.
علاوه بر این در هوای اطراف برگ های سالم بوته لوبیایی که در مجاورت گیاه مورد هجوم سوسک واقع شده بود نیز ماده شیمیایی وجود داشت.
اما هیل قانع نشد که گیاهان آسیب دیده با سایر گیاهان حرف می زنند تا به آنان در مورد خطر بالقوه موجود اخطار دهند. به جای آن او معتقد است که گیاه مجاور باید تمرین نوع حس بویایی حالت استراق سمع و علامت داخلی برای برگ های قرار گرفته بر روی یک گیاه داشته باشند.
هیل تجربیات خود را به طریق ساده و نبوغ آمیزی برای آزمایش فرضیه خود به کار برد. او هر دو گیاه را کنار هم نگه داشت ولی برگ های آسیب دیده را برای مدت 24 ساعت درون کیسه ای پلاستیکی قرار داد.
وقتی همان چهار نوع برگ آزمایش قبلی را کنترل کرد، نتیجه متفاوت بود. در حالی که برگ های آسیب دیده همان مواد شیمیایی را تولید می کردند که قبلاً دفع کرده بودند، برگ های دیگر همان ساقه و ساقه های مجاور مانند گیاه سالم رفتار کردند و هوای اطراف آنها پاکیزه و به دور از ماده شیمیایی دفع کننده بود.
هیل و گروهش کیسه های اطراف برگ های آسیب دیده را باز کردند و به کمک یک هواکش کوچک که معمولاً برای سرد کردن دستگاه رایانه به کار می رود، هوا را در یکی از دو مسیر، به سمت برگ های بالای ساقه مجاور و یا به سمت بیرون فرستادند. آنها گازهایی را که از برگ های بالای ساقه منتشر می شد را کنترل و عطر مایه ای که تولید می کردند را اندازه گیری کردند.
برگ هایی که توسط هوایی که به برگ هایی آسیب دیده فرستاده شده بود، به وزیدن درآمدند، شروع به دفع همان نوع گازهای شیمیایی کرده و آنها نیز عطر مایه دافعه تولید کردند و برگ هایی که هوا از مسیر برگ های آسیب دیده به آنها نرسیده بود به همان وضعیت قبلی باقی ماندند.
نتیجه به دست آمده بسیار اهمیت داشت، زیرا آنها آشکار ساختند که گازهایی که توسط برگ های آسیب دیده منتشر می شود برای همان گیاه مفید و ضروری است تا سایر برگ های خود را از حملات آتی حفظ کند.
به عبارت دیگر وقتی برگی هدف هجوم حشره یا باکتری واقع می شود، بوهایی از خود منتشر می کند تا به سایر برگ های مشابه برای دفاع در مورد حمله قریب الوقوع اخطار دهد. مثل وقتی که یک نگهبان به سایر نگهبانان در مورد احتمال وقوع یک حمله اخطار می دهد.
گیاهان مجاور بو کشیدن به این اطلاعات می رسند که برای محافظت از خود آماده باشند.

آیا گیاهان بو می کشند؟

گیاهان انواع بوها را تولید می کنند. بوی رز را در حالی که در فصل تابستان در یک باغ قدم می زنید، بوی چمن تازه در فصل بهار و یا بوی گل یاسمن که شب ها می شکفد را تصور کنید. بدون این که نگاه کنیم می دانیم که چه وقتی میوه ای قابل خوردن است. هیچ بازدید کننده ای از یک باغ گیاه شناسی نمی تواند بی اعتنا به خوشبوترین گل دنیا باشد.
بسیاری از این رایحه ها در روابط پیچیده بین گیاهان و جانوران مورد استفاده قرار می گیرد. بوها گرده افشان های گوناگون را به سرکشی و بازدید از گل ها وادار می سازد و نویسنده این مطلب یادآور می شود که این بوته ها حتی انسان ها را وادار می کند که گل ها را در سراسر دنیا بپرورانند و پخش کنند.
اما گیاهان فقط عطر و بو تولید نمی کنند، بلکه همچنان که دیدیم، آنها بدون شک سایر گیاهان را بو می کشند. قطعاً گیاهان اعصاب بویایی ندارند که مغزشان متصل باشد تا علائم را تفسیر و معنا کند. اما کاسکوتا، گیاهان هیل و سایر گیاهان طبیعت اطراف ما به بوها واکنش نشان می دهند. همچنان که ما به رایحه هایی گوناگون واکنش نشان می دهیم.
گیاهان یک ماده شیمیایی فرار را در هوا ردیابی و این علامت را به یک واکنش روان شناسانه تبدیل می کنند یقیناً این یک حس بویایی کامل است.

پی نوشت ها :

1. Cuscuta Pentagona.

منبع: ساینتیفیک آمریکن- می 2012
منبع: دانشمند شماره 586.