Älykkäät kasvit

Kaikki näytöt kasvien älykkyydestä on helppo yksinkertaistaa darwinilaiseksi luonnonvalinnaksi vaivautumatta sen enempää ajattelemaan asiaa ja typistää koko älykkyyden käsite lähinnä metaforiseksi kuorrutukseksi. Eihän kasvi voi ajatella, kun sillä ei ole aivoja eikä hermostoa. Ajatuskin siitä on absurdi ja suorastaan naurettava. Kasvien tietoisuuteen ja tunteisiin uskominen on jo vähä-älyisyyttä. Induktiivisen päättelyn mukaisesti on kuitenkin perusteltua sanoa, että koska kasvien käyttäytyminen on säännönmukaisesti älykästä, on täysin mahdollista, että ne ovat älykkäitä. Sen sijaan epätieteellistä on väittää, että vaikka kasvit käyttäytyvät älykkäästi, on järjetöntä edes olettaa niitä järjellisiksi.

Oman älyn käyttö on tiedemaailmassa kontrolloitua ja tieteelliset reviirit tarkoin suojattuja älyllisiltä invaasioilta. Tästä on kasvimaailman älytutkimuksen osalta hyvä esimerkki vuonna 2007 Trends in Plant Science –julkaisussa ollut avoin kirje, jonka oli allekirjoittanut 36 tutkijaa 33:sta eri instituutiosta. Siinä sanottiin, ”ettei kasvineurobiologia lisää ymmärrystä kasvien fysiologiasta, solubiologiasta tai signaloinnista” ja kehottivat ”kriittisesti uudelleenarvioimaan koko konseptin ja kehittämään sille älyllisesti kestävän pohjan”.

 

 

 

Määrittely kasvien älykkyyskäsitteelle

 

Älykäs käyttäytyminen vaatii rinnalleen muistin ja oppimisen, jotta voidaan puhua aidosta älykkyydestä. Korkeampi älykkyys tarkoittaa oppimisessa myös sopeutumista uusiin tilanteisiin. Korkeamman kognitiivisen toiminnan ja tietoisuuden vähimmäisvaatimusten rajanveto on kuitenkin epäselvä. Yksinkertaisimmillaan tietoisuus tarkoittaa sitä, että on tietoa ympäröivästä maailmasta. Siihen kykenee jopa mittalaite, joten tieto on syytä korvata sanalla käsitys. Tämän käsityksen pitäisi vielä johtaa holistiseen toimintaan suhteessa ympäristöön. Tähän kykenee monipuolisesti ohjelmoitu tietokonekin, joten tietoisuus edellyttää vielä itsensä tiedostamista osana kokonaisuutta. Varsinkin väitteet kasvien tietoisuudesta ylittävät rajan, joka on useimmille terveen järjen äärimmäinen raja-aita. Suurin epäuskon aiheuttaja saattaa hyvinkin olla se, ettei kasveilla näytä olevan mitään näkyvää mekanismia informaation prosessointiin, kuten aivot, synapseja tai aktiopotentiaaleja.
 

Voiko ihmisellä olla lehtiä ja juuret?

 

 

Kasvi ei ole ihmisen tai eläimen kaltainen, eikä sen toimintaa pidä siksi yrittää ymmärtää ihmisen tai eläinkunnan kannalta. Näkemys kasveista muuttuu oleellisesti, kun katsoo asioita niiden näkökulmasta. Ihmisten kannalta kasvit ovat paikkaan sidottuja, eikä niissä näytä tapahtuvan juuri mitään. Se on kuitenkin ihmisen harhaluulo. Kun kasveja filmataan ja filmiä katsotaan sitten nopeutettuna, kasvit näyttävät heräävän eloon ja muistuttavan käytökseltään eläimiä. Juuren kasvu on kuin ympäristöään tarkkailevan käärmeen matelu. Nuoret kasvit harjoittelevat leikkimällä keskenään aurinkoon suuntautumista ja kilpailemalla siitä. Aikuiset kasvit kamppailevat kirjaimellisesti paikasta auringossa. Ne työntävät ja tönivät toisiaan hakeutuessaan auringonpaisteeseen.

Kasvien älykkyys ja tietoisuus avautuvat aivan uudella tavalla, kun tajuaa, etteivät ne olekaan sidottuja paikoilleen. Siirtymisen sijaan ne kasvavat haluamaansa suuntaan. On näyttöjä siitä, että kasvien tietoisuus suuntautuukin kasvuun, eikä tässä pidä rajoittua ihmisen kokemukseen kasvusta. Kauemmaksi kasvaessaan eli siirtyessään lähipiirin ulkopuolelle siemenkasvi tekee sen pölyttämällä. Syntyvät uudet kasvit eivät näytä olevan samalla tavalla erillisiä yksilöitä kuin ihmiset tai eläimet. Erityisesti tämä korostuu metsissä, joissa 2/3 massasta on maan alla juuristossa. Avatar-elokuvassa maaginen emopuu luo elinmahdollisuudet kokonaiselle ekosysteemille. Mitä jos meidänkin maailmassamme on emopuita, jotka ruokkivat jälkeläisiään? University of British Columbian professori, Tri Suzanne Simard totesi tuon elokuvan nähtyään, että ”aivan kuin sen tekijät olisivat lukeneet hänen tutkimusmateriaalinsa”. Hän oli selvittänyt radioaktiivisen merkkiaineen avulla, että emopuun ravinteista valtaosa päätyy pienimmille jälkeläisille.

 

 

Älykäs käyttäytyminen

 

Villi tupakkakasvi nicotiana attenuata eli kojoottitupakka on erinomainen esimerkki monipuolisesta älykkäästä käyttäytymisestä. Sen genomissa on kertaluokkaa enemmän ympäristön havaitsemiseen liittyviä geenejä kuin useimmilla eläimillä. Sen siemenet vaativat tulta alkaakseen itää ja ne saattavat odottaa vuosisatoja aavikkopaloa. Kun siemen viimein itää, sitä saattaa odottaa tyystin eri uhat kuin emokasvilla on ollut. Tulen raivaamaan maastoon saapuu valtava määrä uusia organismeja. Kasvin jokaista osaa vastaan hyökkää jokin eliö, joka on siihen erikoistunut. Tupakkakasvi torjuu kasvinsyöjähyönteisiä erittämällä myrkkyä eli nikotiinia, mikä vaikuttaa lihaksia sisältäviin organismeihin ja tappaa ne. Tupakkahaukkaperhosen toukka on sille kuitenkin immuuni ja pystyy syömään koko tupakkakasvin muutamassa päivässä. Sellaisen sattuessa kohdalle kasvi alkaa lähettää ilmaan kemiallista hätäviestiä. Viesti tuo paikalle petoluteita, jotka syövät toukkia ja niiden munia.

Mistä kasvi tietää, mikä on sen kimppuun käynyt ja mikä pitäisi kutsua apuun? Selitys piilee toukan lähettämässä kemiallisessa viestissä, jonka kasvi saa toukan syljestä. Siitä se voi päätellä, onko kimpussa vaikka tupakkahaukkaperhosen toukka vai kilpikirva ja puolustautua oikealla tavalla. Yksi keinoista on erittää makeaa nestettä, jota toukka ei voi vastustaa. Se saa toukan kuitenkin haisemaan pahalle ja kutsuu paikalle petoja.

Toukkavihollisesta huolimatta kojoottitupakan tärkein pölyttäjä on tupakkahaukkaperhonen. Samalla kun se auttaa kasvia lisääntymään, se istuttaa siihen myös muniaan, joista kuoriutuvat toukat ovat sen vihollisia. Jos toukat kasvin puolustusmekanismeistä huolimatta onnistuvat tuhoamaan kasvin, se yksinkertaisesti vaihtaa pölyttäjää. Normaalisti tupakan kukinnot avautuvat hämärässä ja houkuttelevat öisiä pölyttäjiä kuten tupakkahaukkaperhosia. Toukkien saadessa yliotteen kasvi alkaakin avata kukintonsa vasta aamun sarastaessa. Samalla niiden mesi, tuoksu ja ulkonäkö muuttuvat täysin ja ne alkavat houkutella kolibreja. Kolibrit pölyttävät siinä missä tupakkahaukkaperhonenkin, mutta kolibrin munista ei kuoriudu kasvia syöviä toukkia. Kasvin muutos voi tapahtua viikossa, eikä tiedetä, mikseivät kasvit turvaudu ainoastaan kolibreihin.

Toinen hyvä esimerkki on täplikäs kaunokki, joka muistuttaa ihmistä siinä, että se käy laajamittaista valloitussotaa oman eliökuntansa jäseniä vastaan. Sen asevalikoimaan kuuluvat Haagin sopimusten vastaisesti jopa kemialliset aseet aivan kuten ihmiskunnallakin. Sen juuret kykenevät imemään vettä nopeammin kuin muut kasvit vieden siten kilpailijoilta elinolosuhteet. Se siementää muita kasveja enemmän ja leviää siksi nopeammin. Lisäksi se ei maistu suurelle osalle eläimiä, eikä siksi joudu ravinnoksi. Näiden ominaisuuksien lisäksi sillä on kasvimaailmassa ainutkertainen kyky käydä kemiallista sotaa. Sen juuret erittävät ainetta nimeltä (-)-katekiini, joka on katekiinin stereoisomeeri ja joka toimii kasvimyrkkynä.

 

 

Voiko kasvi muistaa ja oppia?

 

Stanislaw Karpinski Varsovan yliopistosta tutki ryhmänsä kanssa lituruohon avulla kasvien mekanismeja, joilla ne keräävät valoa ympäristöstä, muuttavat sen relevantiksi informaatioksi ja jakavat kasvin kaikkiin osiin. Tutkimuksen todellinen yllätys tuli, kun kasvia oli ensin ärsytetty liiallisella valon intensiteetillä ja sitten valot kytketty pois: kasvi jatkoi muutoksia valojen sammutuksen jälkeenkin. Toinen yllätys oli se, että kasvit tunnistivat valon värin ja välittivät siitä tiedon kemiallisella viestillä. Tutkijat totesivat johtopäätöksissään, että lehdet pimeässä eivät kykene ainoastaan näkemään valoa, vaan kykenevät erikseen muistamaan sen spektrikoostumuksen ja käyttämään tätä informaatiota lisäämään niiden selviytymismahdollisuuksia. Kasveilla onkin monipuoliset mekanismit ei ainoastaan vaikeuksista selviämiseen, vaan myös ympäristöön sopeutumiseen ennakoivasti.

Entä korkeampi  kognitiivinen toiminta ja tietoisuus?

 

On helppo kuvitella kasvien vain passiivisesti olevan kuolemaansa asti, mutta todellisuudessa ne osallistuvat aktiivisesti ympäristönsä toimintaan. Ne kommunikoivat ja reagoivat ravintoon, kasvinsyöjiin, tuholaisiin ja toisiinsa.

Humalanvieras on loiskasvi, jolla ei ole juuria ja se kuolee muutamassa päivässä, ellei se ei löydä isäntäkasvia, josta imeä ravinteita. Vastaitänyt kasvi pyörii ympyrää kuin käärme ja haistelee ympäröiviä kasveja, joista se hajun perusteella valitsee itselleen sopivimman. Kun parasiitti kytkeytyy kasviin, isäntäkasvi alkaa erittää kemikaaleja, jotka ovat sen hätähuuto. Näin tekevät kaikki kasvit vaikka ihmisen vahingoittaessa niitä, kuten ruohoa leikattaessa.

Kun yksi kasvi lähettää hätäviestin, kaikki kasvit reagoivat siihen ja alkavat kohentaa puolustustaan. Kun kasvia estetään haistamasta omia viestejään, siitä tulee ikään kuin kuuro ja se alkaa huutaa kovempaa. Se ei esimerkiksi tiedä, onko se jo pölytetty ja jatkaa huutamistaan. Tavallaan tämä on osoitus kasvien tietoisuudesta. Jos ne eivät tiedosta itseään, ne tulevat hulluiksi.

Kasvit tuntevat jopa sukurakkautta. Eräässä kokeessa merisinappi-nimisiä kasveja istutettiin pareittain samoihin ruukkuihin joko eri emokasveista lähtöisin olevia tai samasta emokasvista olevia eli sisaruksia. Yllättäin sisarukset kasvattivat pienemmät juuret, koska niiden ei tarvinnut kilpailla ravinteista. Selitykseksi sisaren tunnistukselle löytyi kemiallinen viestintä. Se ei kuitenkaan selitä kasvien altruismia sisarusten kesken.

Yksi paljon kiistelty alue on kasvien reagoiminen musiikkiin. Siitä on jo sadan vuoden ajan kirjoitettu kirjoja, jotka ovat perustuneet kirjoittajien omiin kokemuksiin ja jopa tutkimuksiin. Väitteet ovat olleet niin uskottavia, että ainakin kaksi viinitilaa maailmassa on ottanut käyttöönsä ympärivuorokautisen musiikinsoiton pitkin viljelmiä sijoitettujen kaiuttimien kautta. Molemmat ovat raportoineet merkittäviä parannuksia kasvuluvuissa. Paradiso di Frassina Toscanassa käyttää Mozardia, Vivaldia, Haydnia ja Mahleria - DeMorgenzon Stellenbosch Etelä-Afrikassa taas barokki-musiikkia. Tässä voi ainakin asettaa kysymyksen, että miksi kaupalliset yritykset tekisivät ison investoinnin ja näkisivät moisen vaivan, elleivät oikeasti saisi sillä tuloksia?

Musiikin vaikutuksesta kasvien kasvuun on tehty myös tieteellisiä tutkimuksia. Etelä-Korean kansallinen maatalousbioteknologinen instituutti tutki klassisen musiikin vaikutusta riisin kasvuun. Tutkijat totesivat kasvin geenien ”kuulevan” ja parantavan satoa.

 

 

Myytti murrettu?

 

Kun tarkastellaan kasveja ja niiden käyttäytymistä, on suuri virhe kuvitella niitä itsemme kaltaisiksi. Juuri tähän syyllistyivät TV-sarja ”Myytinmurtajat” episodissa, jossa he tutkivat Cleve Backster –nimisen, 1970-luvun johtavan valheenpaljastuskoneiden ja -testien asiantuntijan kokeita kasveilla.

Vuonna 1968 Backster väitti, että kasvit kykenevät aistimaan ihmisen ajatuksia ja reagoimaan niihin. Hän oli päätynyt siihen mittaamalla kasveja valheenpaljastuskoneella. Ajatus kasvien kyvystä lukea ajatuksia oli vallankumouksellinen muttei suinkaan uusi. Saksalainen kokeellinen psykologi Gustav Theodor Fechner oli esittänyt saman jo 1848 ja intialainen tiedemies Sir Jagadish Chandra Bose aloittanut tieteelliset tutkimukset samasta aiheesta vuonna 1900. Backsterin aikaan reduktiivinen tieteellinen materialismi oli aallonharjalla, ja hänen väitteensä otettiin vastaan kauhun ja vihansekaisella kritiikillä sekä vähättelyllä.

Myytinmurtajat tekivät ensimmäisen virheen jo aiheen valinnassa. Jokaisen aiheen pitäisi olla sellainen, että myytin voi myös vahvistaa ilman uskottavuuden menetystä. Kasvien tunteet ei ole sellainen aihe, jota voisi tarkastella objektiivisesti. Itse asiassa sellaiselle aiheelle on pakko saada ”murrettu” –leima. Mutta Backsterin väittämät olivat niin naurettavia, ettei mitään riskiä ilmeisesti katsottu olleen. Se näkyi hyvin episodin alussa, kun yksi tutkimusryhmän jäsenistä esitteli aiheen: kahden muun oli silmin nähden vaikea pysyä vakavina. Juuri siitä syystä kokeen alusta muodostui varsin mielenkiintoinen.

Ensimmäiseksi ryhmän jäsen löi kasvia ja valheenpaljastuskoneen viisari piirsi käyrään piikin. Ryhmän ilmeet olivat paljon puhuvia. Seuraavaksi kasvia ruiskutettiin sammuttimella, jolloin piirtimen neula piirsi valtavan piikin. Huvittuneisuus oli vaihtunut epäuskoksi. Kolmannessa ja uskomattomimmassa osassa ryhmän jäsen ajatteli polttavansa kasvin, jolloin neula piirsi käyrään piikin. Ymmärrettävästi koko ryhmä oli shokissa.

Koejärjestely oli rakennettu rahtikonttiin, joka suojasi ulkoisilta häiriöiltä. Ryhmä alkoi kuitenkin epäillä, että neulan piirtämät piikit saattoivat johtua heidän itsensä aiheuttamasta tärinästä. Oletus ei ollut kovin  järkevä, sillä laite ei ole kovin herkkä ulkoiselle tärinälle ja tärinä olisi näkynyt muulloinkin kuin kasvin ärsytyksen hetkellä. Varsinkaan pelkkä ajattelu ei ole kovin järisyttävää! Kokeet joka tapauksessa tehtiin myös kontin ulkopuolelta suunnilleen samoin tuloksin.

Mutta kokeessa oli mutka matkassa. Kasvin ärsytystä jatkettiin ja lopulta tilastollisesti kasvi näytti reagoineen noin kolmasosassa tapauksia. Sen perusteella ryhmä päätyi antamaan sille ”murrettu” –leiman. Kuin varmuuden vakuudeksi kasvia vielä pistettiin neulalla ja sen lehteä poltettiin ilman piikkiä käyrässä. Oliko siis myytti murrettu vaiko ryhmä tehnyt virheen?

Ryhmän toinen ratkaiseva virhe oli kasvin vertaaminen ihmiseen tai eläimeen. Kasvit eivät tunne kipua. Se olisi luonnonvastaista, sillä ulkoinen vahingoittuminen on osa kaikkien kasvien elämää ja esimerkiksi omenapuun oksien leikkaaminen vain parantaa omenasatoa. Oksan katkeaminen on aivan eri asia kuin ihmisen käden irtoaminen. Piikit käyrällä olivat signaaleja kasvin kokemasta uhasta. Kohdistuuhan sen tietoisuus kasvuun ja elämän säilyttämiseen.

Kolmas virhe liittyi siihen, etteivät tutkijat olleet tehneet kotiläksyjään riittävän hyvin. Kokeiden jatkuessa kasvi lakkasi siis reagoimasta. Myytinmurtajat laskivat ne negatiivisiksi tuloksiksi, mutta Backsterin kokeeseen 70-luvun alussa osallistunut kuuluisa taiteilija ja mentalisti, Ingo Swann teki toisenlaisen havainnon. Hän tajusi kasvin oppivan, ettei uhka ollutkaan todellinen. Todetakseen asian hän oli omissa kokeissan vaihtanut ajatustaan tulesta happoon, jolloin jo rauhoittunut kasvi olikin reagoinut uudelleen vaikutuksen jälleen himmetessä toisto toistolta.

Neljäs virhe perustui jälleen ihmiseen vertaamiseen. Jostain syystä ryhmä päätti vaihtaa mittalaitteen valheenpaljastuskoneesta EEG-laitteeseen väittäen vielä sen olleen Backsterin alkuperäinen testilaite. Väite oli luonnollisesti väärä, sillä Backster oli valheenpaljastuskoneasiantuntija. Ohjelmassa syntyi virheellinen käsitys, että EEG otettiin käyttöön, koska se on tarkempi. Kyse on kuitenkin aivan eri menetelmästä: valheenpaljastuskone mittaa sähkönjohtavuutta lähettämällä virtaa, kun taas EEG mittaa sähköisen potentiaalin muutoksia lähettämättä virtaa. Kasveista ei ole EEG-dataa, eikä kasveilla ole samanlaisia neuroneja kuin ihmisillä tai eläimillä. Silti kasveilla näyttäisi olevan samankaltainen tai erilainen mutta korvaava mekanismi, kuten myöhemmin tullaan huomaamaan.

Joka tapauksessa kaikki myytinmurtajien EEG-mittaukset olivat arvottomia ja niiden pohjalta kuitenkin vedettiin johtopäätös myytin murtumisesta. EEG:llä testattiin sitä, miten kasvi reagoisi esimerkiksi bakteerien tai kananmunien kuolemaan. Toki jo testiasetelma saattoi alunperinkin olla elämää vailla: bakteerien määrä jogurtissa ja hedelmöittymättömät kananmunat (ilman kukkoa munitut, joita ovat kaikki kaupan kananmunat). Testit näyttivät tyhjää ainakin siksi, ettei EEG voinutkaan näyttää mitään.

Kasvien empaattisuudesta oli kuitenkin tehty tieteellinen tutkimus jo vuonna 1975 Stanford Research Institutessa fyysikko Harold Puthoffin johdolla. Tutkimus kulki nimellä ”Orgaaninen biokenttäsensori” (Organic Biofield Sensor). Tutkimuksen tilaaja oli yksityishenkilö, kun SRI:n pääasialliset asiakkaat olivat armeija ja tiedustelupalvelut. Hal Puthoffin tiimissä eräässä toisessa projektissa toimi myös edellämainittu taiteilija ja tunnettu psyykikko Ingo Swann, mikä saattaa antaa vihjeitä tutkimuksen tilaajasta. Cleve Backster tiettävästi työskenteli myös CIA:lle.

SRI:n tutkimus ei kohdistunut kasveihin kuin välillisesti. Itse asiassa siinä etsittiin toimivaa kontaktitonta (lue: kohteelta salaa) biosensoria ihmisen stressin ja muiden tunnereaktioiden havaitsemiseksi. Tässä tapauksessa sellaisena toimi kasvi. Koehenkilöille näytettiin erilaatuisia diakuvia ja niiden aiheuttamaa stressiä mitattiin koehenkilön galvaanisesta ihovasteesta. Vertailevana mittauksena oli kasvin bioreaktioiden mittaus. Kaikki koelaitteiden vuorovaikutukset oli poissuljettu. Kasvin reaktioilla ihmisen tunnekokemuksiin oli vahva yhteys 20%:ssa tapauksista. Tutkijoiden mukaan kyse oli paljon enemmästä kuin sattumasta, mutta käytännön sovelluksen kannalta tulokset olivat riittämättömät.

Loppuhuomautuksena voidaan sanoa, että myös SRI:n tutkimuksessa kasvia rinnastettiin turhan paljon ihmiseen. Kaikki ihmisen tunnereaktiot eivät välttämättä ole relevantteja kasville. Miten kasvi reagoi esimerkiksi ihmisen eroottiseen tunteeseen? Ei liene vaikea arvata, mistä SRI:n kokeessa tuo mainittu 20% syntyi, kun koehenkilöille näytetyistä kuvista (poislukien neutraalit kontrollikuvat) 9 esitti alastonta naista, 2 väkivaltaista kuolemaa ja yksi surrealistista maalausta ihmisen irtonaisista ruumiinjäsenistä. Onhan tietysti mahdollista, että alastonkuvat sisällytettiin tutkimusaineistoon varmistamaan hylkäävä virallinen loppupäätelmä.

Yhteenvetona kasvien käyttäytymisestä voidaan sanoa, että kasvit laskevat luotettavasti olosuhteensa käyttäen edistyneitä hyötysuhdeanalyysejä ja sopeutuvat kontrolloidusti yllättäviin stressitilanteisiin. Ne kykenevät erottamaan positiivisen ja negatiivisen kokemuksen toisistaan ja oppimaan menneestä. Opitun perusteella ne muuttavat käyttäytymistään muuttuneisiin uhkiin paremmin soveltuvaksi. Kasvit myös tiedostavat itsensä erikseen ja osana ympäristöä. Silti kaikki tämä ei vielä riitä useimmille ihmisille todisteeksi kasvien älykkyydestä, vaan myös älyn taustalla olevat mekanismit pitää pystyä selittämään. Niitä etsittäessä kannattaa aluksi palata juurille.

 

Kätketyt aivot

 

 Charles Darwinin vähemmän tunnetussa teoksessa vuodelta 1880 ’The Power of Movement in Plants’ hän tarkastelee sirkka- eli alkeisjuurta todeten sen kärjen älykkään käyttäytymisen ja kyvyn ohjata vierekkäisiä osia. Hänen päättelynsä mukaan juuren etummainen osa on sen aivot, joka aistielinten kautta saadun informaation pohjalta ohjaa liikettä. Darwin saattoi hyvinkin olla oikeassa, sillä vasta aivan äskettäin on juurten kärjestä löydetty n. 1 mm leveä alue aivan juuren kärjen (meristem) takana, joka on nimetty siirtymäalueeksi (transition zone). Tältä alueelta on löydetty aktiopotentiaalien toimintaa. Aktiopotentiaali eli toimintapotentiaali eli toimintajännite on solun – usein hermosolun – kalvoa pitkin kulkeva sähköisen latauksen aalto. Se ei vielä yksinään selitä mitään, mutta on hyvä alku. Jos vertaus ihmiseen sallitaan, kasvien voidaan kuvitella seisovan pää alaspäin. Tässä tapauksessa pää mullassa ei välttämättä viittaa tyhmyyteen.

Ehkä neuroni on parempi vertauskuva juuren siirtymäalueelle kuin aivot. Kasveilla juuristo on nimittäin usein valtavan kokoinen. Esimerkiksi rukiin monimutkaisessa, haaroittuneessa juuristossa on 14 miljoonaa juurta ja sen kokonaispituus on yli 600 km. Kyseessä on siis verkosto, joka saattaa hyvinkin toimia hermoverkon kaltaisesti. Kuten aikaisemmin mainittiin, on metsien massasta 2/3 maan alla juuristossa. Maan alla oleva koko ekosysteemi on keskenään yhteydessä ja toimii yhteistyössä juuriston sekä sienirihmastojen välityksellä. Esimerkiksi maan pinnalla kasvavat sienet ovat vain itiöemiä, jotka levittävät itiöitä. Itse sieni – sienet eivät kuulu kasvi- vaan omaan sienikuntaansa - on valtava rihmasto ja organismi maan alla, joka kiinnittyy puiden ja muiden kasvien juuriin. Kasveilta ne saavat hiiltä sokerien muodossa ja puut vastaavasti sieniltä kivennäisaineita. Sienen pienet rihmastot pääsevät paikkoihin, joihin puun juuret eivät pääse ja ne välttyvät juurisysteeminsä laajentamiselta yhä pienemmiksi haaroiksi. Sienet kuljettavat puilta saamaansa hiiltä myös keskenään ja yhdistävät puita keskinäiseksi verkostoksi. Verkoston mittasuhteista kertoo hyvin se, että Oregonista on löytynyt mesisieniin kuuluva Armillaria solidipes kattaa yksinään lähes kymmenen neliökilometriä. Sen kasvuun on mennyt tuhansia vuosia – jopa 9000 vuotta.

Kasvien juurille ei ole koskaan tehty älykkyystestiä ja luultavasti yhtäkään kasvia ei tulla koskaan hyväksymään Mensan jäseneksi. Kasveille soveltuvia testejä saattaa kyllä tulevaisuudessa olla käytössä. Sellaisia on kokeiltu limasienten kanssa, jotka ovat amebojen kehityslinjaan kuuluvia alkeellisia aitotumallisia eliöitä. Vaikka kyse ei olekaan kasvista, on sen käyttäytymismalli ravinnon luokse kasvavana yksikkönä hyvin samankaltainen. Merkittävin limasienten ryhmä on plasmodiolimasienet. Plasmodio koostuu lukuisista tumista, joiden välillä ei kuitenkaan ole soluseiniä. Sitä voidaan siten pitää myös yhtenä jättikokoisena soluna, jonka koko vaihtelee muutamista senttimetreistä jopa kahteen neliömetriin.

 

Plasmodiolle tehtiin Japanissa testi, jossa labyrintin toiseen päähän laitettiin sen ravintoa. Plasmodio kasvoi labyrintin läpi systemaattisesti ja kun se lopulta löysi oikean reitin, se muisti sen alkaen kasvattaa itseään vain oikealla reitillä. Vieläkin hämmästyttävämpi oli tulos toisessa kokeessa. Siinä tehtiin pienoismalli Tokiosta, jonka taajamiin asetettiin plasmodion ravintoa. Muutamassa päivässä plasmodio oli kasvattanut itsensä kaikkiin ravintopisteisiin jättäen jälkeensä kartan tehokkaimmasta mahdollisesta metroverkostosta. Sama toistui Kanadan, Englannin ja Portugalin tieverkoston pienoismallin tapauksissa. Kuinka se on mahdollista, kun limasienellä ei ole aivoja?

 

Labyrintti

Hermojärjestelmä vai jokin muu?

Jotkut tiedemiehet vertaavat kasvien sisäistä kommunikointisysteemiä eläinkunnan hermojärjestelmään käyttäen perusteluna mm. lihansyöjäkasvien nopeaa reagointia hyönteisen päädyttyä pyydykseen. Tässäkin on kysymyksessä vasta se, että sellaisella kasvilla näyttäisi olevan jonkinlainen hermojärjestelmä. Ei liene yllätys, että kasvien glutamaattireseptorit ilmentyvät nimenomaan juurissa. Glutamaatti on aivojen pääasiallinen kiihottava eli eksitoiva hermovälittäjäaine. On kuitenkin epäselvää, miksi kasvilla on glutamaattireseptoreita. Samoin epäselvää on, miksi kasveilta löytyy muitakin ihmiselle tärkeitä neurokemikaaleja, kuten GABA-reseptorit, endokannabinoidisysteemi ja typpioksidi.

Hermoston välittäjäaineeksi paras kandidaatti näyttäisi olevan kasvihormoni auksiini eli indoli-3-etikkahappo, jonka kuljetusmekanismina toimisivat vesikkelit (pienet lipidi-kapseloidut kuplat), joilla on eläinmaailman välittäjäaineen kaltaisia ominaisuuksia. Tämän lisäksi kasveissa voidaan ulkoisella sähköärsykkeellä synnyttää solukalvoja pitkin etenevä aktiopotentiaali ja tietyissä kasveissa jopa käynnistää niiden tuottaminen ilman sähköä. Enemmän tai vähemmän eläinmaailman kaltainen hermojärjestelmä on kasveissa siis mahdollinen muttei itsestäänselvyys.

 

 

 

 

Muistijärjestelmä ja tietoisuus

 

Ihmisten ja eläinten tietoisuutta on selitetty mm. kvanttilaskennan ja huippunopean klassisen laskennan yhdistelmällä mikrotubuluksissa (Penrose-Homeroff Orch OR –teoria ihmisen tietoisuudesta). Tämän lisäksi mikrotubulukset näyttäisivät mahdollistavan holografisen muistin tubulusten sisällä, mikä selittäisi mittaamattoman suuren muistikapasiteetin aivoissa. Lääkekokeet rotilla ovat osoittaneet, että mikrotubulukset ovat elintärkeässä osassa rottien muistia. Mikrotubuluksiin liittyvät proteiinit eli MAPit taas ovat tärkeässä roolissa oppimisessa.

Myös kasveilla on mikrotubuluksia, vaikka kasveissa niiden muodostumismekanismi poikkeaakin ihmisistä ja eläimistä. Mikseivät siis kasvien mikrotubulukset voisi toimia muistina ja jopa prosessoreina tai peräti kvanttitietokoneina? Kasveilla on muitakin muistimekanismeja, kuten esimerkiksi transkriptionaalinen stressimuisti ja epigeeniset prosessit. Epigeneettinen periytyminen tarkoittaa perinnöllisen tiedon siirtoa solun tai eliön jälkeläiselle ilman, että perinnöllinen tieto on koodattuna DNA:n tai RNA:n sekvenssiin. Epigeeninen prosessi on esimerkiksi vernalisaatio eli idunviritys. Siinä viileän ilmaston kasvit vaativat kylmän kauden, ennen kuin kukkasilmut lähtevät kehittymään. Tämä estää seuraavan kevään silmuja puhkeamasta edellissyksynä lämpimän jakson koittaessa.

Ihmisillä tietoisuuden tiedetään liittyvän gamma-aaltoon 25 -100 Hz, tyypillisimmillään 40 Hz. Tietoisuuden kannalta sekä mikrotubulukset että gamma-synkroniteetti ovat tärkeitä. Entä sitten gamma-aallot kasveilla? Mitään tietoa gamma-aaltojen toiminnasta kasveissa ei ole, mutta plasmodesmat (mikrokanavat kasvisolujen seinissä) vastaavat eläinten mikrotubulusten aukkoliitoksia ja voivat mahdollistaa gamma-synkroniteetin. Ainakin plasmodesmien tiedetään olevan läheisessä vuorovaikutuksessa solun tukirangan mikrotubulusten kanssa, kuten aukkoliitokset ovat gamma-synkroniteetin aikana. Kasveista ei kuitenkaan ole EEG-dataa, joten gamma-aallot eivät todennäköisesti ole kasvien tietoisuuden taustalla. Mekanismi voikin olla erilainen mutta tavalla tai toisella samankaltainen.

Kasveihin saattaa soveltua myös spin-välitteinen tietoisuusteoria (Hu-Wu –tietoisuusteoria), sillä löytyyhän kasveista ainakin solukalvoja pitkin välittyvä aktiopotentiaali ja paramagneettinen typpioksidi NO. Täytyy kuitenkin muistaa, että ihmiseenkin liittyvät biofysiikan tietoisuusteoriat ovat vasta hyvin nuori tieteenala. Kasvien osalta ei olla kunnolla edes lapsenkengissä ja koko käsite on yhä suuri mysteeri.

 

Kvasikiteet

 

Kvasikide on säännöllinen ja jaksoton. Jaksottomuus merkitsee sitä, ettei sillä ole siirtosymmetriaa. Toisin sanoen ei voida valita kahta sellaista kohtaa, että kummastakin mitattuna aina samalla etäisyydellä ja samassa suunnassa olevat kohdat olisivat identtisiä.  Kun tavallisilla kiteillä voi olla vain 2-,3-,4- ja 6-kertainen rotaatiosymmetria, voi kvasikiteillä olla muitakin, kuten esimerkiksi 5-kertainen.

Normaalit kiteet muodostuvat luonnossa matalimman energian konfiguraation mukaisesti. Kvasikiteiden muodostuminen sen sijaan vaatii lähes yliluonnollisia laskentaresursseja ja Penrose onkin arvellut kyseessä olevan kvanttilaskennan. Luonnossa esiintyvät muutamat harvat esimerkit ovat oletuksen mukaan lähtöisin maan ulkopuolelta.

Yllättäen sananjalka-nimisen saniaisen hedelmöittyneistä munista on löytynyt ribosomien muodostamia kvasikiderakenteita. Mistään muusta elävästä organismista ei ole löytynyt kvasikiteitä. Huomioitavaa tässä on se, että niiden muodostuminen luultavasti edellyttää kvanttilaskentaa. Tässä yhteydessä on syytä mainita, että fotosynteesin yhteydessä fotosynteettisiin proteiineihin näyttäisi liittyvän kvanttikoherenssi.

 

Biologinen virtapiiri

 

Mikrotubulukset voivat toimia biologisina kaapeleina, jotka sekä kuljettavat että vahvistavat sähköistä signaalia. Ionit voivat virrata mikrotubuluksissa potentiaalieron vallitessa levittäen solun sisäistä viestintää. Levän mikrotubulus haarautuu toipuessaan depolymerisaatiosta ja alkaa muodostaa fraktaalirakenteita, jotka muistuttavat sähkönpurkauksen haaroittuneita fraktaalirakenteita. On hyvä syy olettaa mikrotubuluksen haaroittumisen kasveissa johtuvan sähkövirrasta.

Eläinmaailmassa hermoston sähköinen signalointi on fraktaali prosessi. Kasvimaailmassa kasvu ja muoto ovat fraktaalisia. Fraktaalit ovat hyvin entropisia ja ihmisillä tietoisuuteen liittyy entropian kasvu EEG-datassa. Fraktaalien perusominaisuus on, että niissä informaatio siirtyy vain yhteen suuntaan aivan kuten kvanttisuperposition romahduksessa. Fraktaaleissa toteutuu termodynamiikan toinen laki eli suljetussa tilassa entropia aina kasvaa.

 

 

Muita mekanismeja

 

Vaikka kasvien tietoisuus näyttäisi ilmenevän eri tavalla kuin eläimillä, ei mikrotubulusten toimintaa prosessorina pidä sulkea pois. Tietoisuuteen ja ajatteluun saattaa liittyä myös muita vielä tuntemattomia mekanismeja, jotka kaikki toimivat yhteistyössä. Yksi mahdollinen mekanismi on vesidipolit eli vesidimeerit. Ne tarkoittavat pienintä veden klusterointia, johon kuuluu vain kaksi molekyyliä. Energian siirto vedessä voi tapahtua vesidimeerien oskillaationa, jota ajaa dipoli-dipoli –vuorovaikutukset peräkkäisten dimeerien välillä. Nämä energia-aallot voidaan itsessään nähdä kvantteina. Pieni koko ja suuri nopeus voivat mahdollistaa dekoherenssin välttämisen. Näiden energia-aaltojen on oletettu vastaavan vesidimeerien resonanttia taajuutta aiheuttaen siten uusien energia-aaltojen emissiota.