נושאים באתר

צוות האתר

צוות האתר

הרמוניה ותכנון בעולם הצומח

עצים שמקיימים חיי קהילה, שורשים מסועפים שמעבירים מידע מגזע לגזע, אילנות שמורישים לשכניהם עודפי מזון לקראת מותם, ואפילו כאלה שמצ'פרים מקורבים. פרופ' סוזן סימרד חקרה יערות בקנדה במשך 30 שנה וחשפה את "האינטרנט של היער", רשת תקשורת אדירת ממדים שמתנהלת באמצעות פטריות שיושבות על שורשי העצים ומבטיחות את קיומו של האורגניזם הגדול בתבל, ובמידה רבה את קיומה של האנושות.

מתוך כלכליסט:

סוזן סימרד (Suzanne Simard) היתה ילדה קטנה שאהבה את הטבע, בת למשפחת יערנים, שבכל שנה בילו את הקיץ ביערות הענק של קנדה בחברת כלב הביגל הסקרן שלהם ג'יגס. יום אחד ג'יגס רץ ביער ונעלם. אחרי כמה דקות הם שמעו אותו נובח ומיילל, וגילו שהוא נפל לתוך שירותי השדה החיצוניים, שהיו ממוקמים במבנה קטן בעורפו של הבית. הם רצו לחלץ אותו במהירות מכל הטוב שהיה שם, אבל הבור היה קטן מדי, ולכן סבה של סימרד החל לחפור כדי להרחיב אותו. בשעה שהמבוגרים עסקו בחפירה, התבוננה סוזן הקטנה בפלא שנגלה בפניה: כמות עצומה של שורשים מתפתלים, כרוכים ומשתרגים אלה באלה עד שאפשר לפסוע עליהם. השורשים יצרו מעין מפה תת־קרקעית גדולה, שמחברת את כל העצים והצמחים שביער בעולם סודי משלהם. "ג'יגס פתח לי את החלון המדהים הזה", סיפרה הילדה שגדלה להיות חוקרת יערות, "זה היה קסם מבחינתי".

כשסיימה את לימודיה בתיכון למדה סימרד יערנות והחלה לעבוד עבור חברות שכרתו עצים ושתלו חדשים במקומם. "התפקיד שלי היה לסמן את העצים שצריך לכרות, וזה היה לי קשה כמובן, ולהכין תוכנית לשתילה, עישוב והוצאת זני עצים מהיער שאנחנו לא רוצים שם. אהבתי את העבודה שלי, אבל הייתי חשדנית כלפיה", היא מספרת בראיון ל"מוסף כלכליסט". סימרד שמה לב, למשל, שביערות החדשים והמוקפדים האלו יש יותר מחלות, ומחסור בנוטריאנטים — חומרי התזונה שהעצים סופגים מהאדמה כמו חנקן וזרחן. אם מעל פני השטח הכל כה מתוכנן, ובכל זאת היערות בריאים פחות — משהו כנראה מתרחש מתחת לאדמה.

 

נחושה להבין למה היערות הללו אינם בריאים חזרה סימרד לאקדמיה ללמוד, ונחשפה למחקרים החדשניים של אותה עת, שזיהו בתנאי מעבדה פטריות זעירות, שנראות כמו חוטים וגודלן עשירית ריס, שמתיישבות על שורשי העצים ויוצרות איתם מערכת מיקוריזה — רשת תקשורת בין הפטריות לשורשים. הרשת הזאת היא כמו צנרת תת־קרקעית, שמקשרת בין מערכות השורשים של עצים שונים, ומעבירה ביניהם מים וחומרים מזינים. סימרד חשבה שיהיה מעניין לבדוק אם הרשת הזאת קיימת גם ביער אמיתי, מחוץ למעבדה, ומה עוד עובר דרכה. "חשבתי שכן", היא אומרת, "שעצים ביערות אמיתיים יכולים לחלוק מידע מתחת לאדמה".

אף שהרעיון היה שנוי במחלוקת הוציאה סימרד לדרך את הניסוי הראשון שלה: היא כיסתה בשקי פלסטיק 80 עצים משלושה זנים — עץ ליבנה מסוג Paper Birch שנפוץ בצפון אמריקה, אשוח דגלאס וארז מערבי אדום, ואטמה אותם עם נייר דבק עבה. לחלק מהעצים היא הזריקה דרך השקים האטומים איזוטופ רדיואקטיבי של פחמן מסוג אחד, ולשאר איזוטופ רדיואקטיבי מסוג אחר. כעת היא היתה צריכה להמתין שעה, פרק הזמן שנדרש לעצים לספוג את החומר ולעשות פוטוסינתזה, ואחריה היא הפעילה את מונה הגייגר ליד עלי העצים כדי לאתר את עקבות האיזוטופים. התוצאות היו חד־משמעיות ומהפכניות — העצים דיברו ביניהם.

החומר הרדיואקטיבי שהוזרק לעצי האשוח הגיע לליבנה, וזה שהוזרק לליבנה הגיע לעצי האשוח. "הצליל הכי יפה שיש, קקקקק", תיארה לפני כמה שנים את מונה הגייגר מקרקר. "זה היה עץ הליבנה אומר לאשוח, 'היי, אני יכול לעזור לך?', והאשוח משיב, 'כן, תוכל לשלוח לי קצת מהפחמן שלך?'. והארז היה בעולם שלו, לא קשור לרשת של הליבנה והאשוח".

שבוע מאוחר יותר אספה סימרד וקצרה את כל מה שאפשר מהעצים, האדמה, השורשים והפטריות, ולאחר שבדקה אותם במעבדה אימתה שהחומרים הרדיואקטיביים עברו בין שני העצים, באופן הדדי. במחקרי המשך התבררה מסקנה אף מתקדמת יותר מזו שעמה יצאה סימרד לדרך — העצים לא מעבירים ביניהם חומרים באופן אוטומטי בלי שום שיקול דעת, אלא מי שבפוזיציה של שפע עוזר למי שבמחסור — ולהפך, כשהסטטוסים שלהם משתנים עם עונות השנה. "בעונה שבה ערכנו את המחקר שלח הליבנה לאשוח יותר פחמן, כי האשוח היה מוצל ולכן נזקק ליותר פחמן. בניסויים מאוחרים יותר מצאתי שכשהליבנה נטול עלים, האשוח שולח לו יותר פחמן". גם ביערות שבהם יש טמפרטורות שונות, עצי ליבנה, שבדרך כלל עשירים יותר בחומרים מזינים, העבירו פחמן לעצים אחרים באופן דינמי, על פי הצרכים שלהם.

"זה היה מחקר מאוד מסוכן", אומרת סימרד על הניסוי הראשון, עם שקי הפלסטיק והמזרקים הרדיואקטיביים. "לא היה לי מושג אם העצים האלה קשורים אחד לאחר, והרגשתי שהייתי בת מזל שגיליתי את זה. התוצאות היו מדהימות, ומאז חזרתי על הניסויים האלה פעמים רבות כדי לאמת אותן. ידעתי שמצאתי משהו גדול, עדות מוצקה לרשת התקשורת המסיבית של העצים ביערות שמתחת לפני האדמה". יש כאלה שמכנים את הרשת הזו Wood Wide Web.

אמא־עץ

הממצאים האלה פתחו את הדלת לרעיון חדש ומופלא — ש"עצים הם מאוד חברתיים, יש להם משפחות וקהילות", כפי שאומרת סימרד, כיום פרופסור במחלקה למדעי היער והשימור באוניברסיטת בריטיש קולומביה הקנדית. בשני העשורים האחרונים יצא שפע של מחקרים מהמעבדה שלה, והיא נהפכה לחלוצה עולמית בחקר התקשורת הסודית והתת־קרקעית של הצמחים. המחקרים הללו מראים כי בניגוד למה שחשבנו קודם, צמחים לא רק מתחרים אחד עם האחר על שמש, מים, מקום באדמה והחומרים הטובים והחיוניים שהאדמה מספקת להם — הם גם משתפים פעולה כדי לעזור זה לזה באמצעות תקשורת מורכבת וחכמה שמבוססת על רשת המיקוריזה.

סימרד משתייכת לאסכולה שהתבססה בעשור האחרון ונקראת נוירוביולוגיה של צמחים. זו גורסת כי לצמחים יש עצבים, סינפסות, אינטליגנציה ומעין מקבילה למוח האנושי שנמצאת בשורשים. הרעיון הוצג לראשונה לפני עשור במאמר אקדמי שעורר ביקורת רבה, בטענה כי לצמחים אין יכולת מבנית וביוכימית להעביר את מה שנטען שהוא המקבילה הצמחית לשרשראות נוירונים, מפני שהמכניקה שלהם שונה. הדיון האקדמי הזה נמשך מאז בטונים נמוכים בהרבה, ככל שמתגלים ממצאים נוספים שמחזקים את הגישה הנוירוביולוגית.

מערכות היחסים ביערות, כפי שהן מצטיירות במחקריה של סימרד, מזכירות את החיים הקהילתיים של הקיבוץ הישן — לכל אחד יש האינטרסים שלו, אבל כל אחד נותן לפי יכולתו ומקבל לפי צרכיו. וכמו בחברה האנושית, גם לעצים יש מערכות יחסים קרובות יותר וקרובות פחות. כך למשל, הם יודעים לזהות את בני משפחתם ולהעדיף אותם על עצים אחרים. באחד הניסויים שתלה סימרד עצי אשוח דגלאס, שחלק מהם אחים. את העצים הבוגרים יותר, שעקב הסטטוס שלהם עשויים לתרום פחמן לאחרים, היא כיסתה שוב בשקי פלסטיק והוסיפה איזוטופ יציב מסוג מסוים. לאחר שישה ימים היא קצרה את כל השתילים, האדמה ורשתות המיקוריזה וגילתה נפוטיזם — האשוחים הבוגרים העבירו לאחיהם יותר פחמן מאשר לשתילים הזרים. בניסוי דומה העבירו עצי אשוח דגלאס יותר פחמן לשתילים שהם הילדים שלהם מאשר לשתילים שהם ילדים של עצים אחרים.

מאוד אנושי מצד העצים להעדיף את האחים או הילדים שלהם על זרים. איך הם יודעים שאלה הילדים שלהם?

"את זה אנחנו עוד לא יודעים", משיבה סימרד וצוחקת. "מה שאנחנו עשינו היה לגדל אשוח דגלאס עם שתילים שלו, כלומר מאותו מקור גנטי, ועם שתילים זרים של עצים אחרים. ראינו שהעצים שולחים לילדים שלהם יותר פחמן ומחברים אותם לרשתות מיקוריזה גדולות יותר, כלומר הם נותנים לילדיהם יתרון תחרותי. עם זאת, הם חולקים משאבים גם עם שתילים זרים במין מכניזם ששומר על הקהילה. נוסף על כך, מצאנו שכששני שתילים אחים גדלים יחד, הגדולים שולחים יותר פחמן לאחיהם הצעירים, ולא לשתילים זרים. הם כמו אנשים, בדיוק כמו המשפחות שלנו. ועכשיו אני מתחילה פרויקט גדול בשיתוף חברות יערנות והממשלה, שבודק בהמון יערות אם הם עמידים יותר, כשמסביב לעצים הוותיקים והגדולים גדלות המשפחות שלהם".

במותו ציווה

עצים גוססים דואגים לרווחת השכנים שלהם

להעדיף את הילדים שלך זה המובן מאליו. אבל סימרד מצאה ביער משהו נוסף, שנדיר יותר למצוא בחברה האנושית — אלטרואיזם אמיתי. בניסוי שערכה בשני זני עצים, אשוח דגלאס ואורן הזפת, היא הוכיחה שעצים גוססים מעבירים לשכניהם — זרים מוחלטים — את כל חומרי התזונה ששמרו ב"מזווה" ואף מפעילים אצלם מנגנוני הגנה. בניסוי היא הדביקה קבוצה אחת של עצי אשוח בחרק שגורם למחלות, ולקבוצה האחרת היא תלשה את העלים, פעולה שהותירה אותם בתחושה שהם תחת מתקפה ועומדים למות. בתגובה העביר האשוח כמחצית מהפחמן שלו לשורשיו, ומשם כ־7% מהפחמן עבר דרך רשת המיקוריזה לאורן הזפת. אם זה לא נשמע הרבה, סימרד מבהירה שכמות הפחמן שעברה באופן הזה היתה שקולה לעלות האנרגטית שנדרשת מהאורן כדי להתרבות — כך שהוא קיבל מתנה מאוד משתלמת.

במקביל עשה האשוח עוד מעשה טוב: ב־24 השעות שלאחר שנפצע, הוא שידר אותות מצוקה באמצעות האינטרנט התת־קרקעי של היער, שעורר ייצור של שלושה אנזימי הגנה אצל האורן. בזכות האשוח, האורן מוכן כעת להגן על עצמו מפני ההתקפה האפשרית שהורגת את השכן. "התוצאות מראות שרשתות מיקוריזה מתווכות את התקשורת בין עצים מזנים שונים, ומשחקות תפקיד קריטי בהתגוננות של יערות בפני התפרצות חרקים ופגיעות אחרות וההתאוששות מהן", מסבירה סימרד. "אנחנו יודעים בוודאות שעצי האורן קיבלו פחמן והגדילו את כמות האנזים ההגנתי. זו דרך להאיץ הורשה והתאוששות של יער גוסס".

מבחינה אבולוציונית, העצים אמורים להיות בתחרות עזה האחד עם האחר על צל, מים, נוטריאנטים. זה נשמע כמעט לא טבעי שהם יהיו כל כך נדיבים ואלטרואיסטים.

"אני יודעת. הם גם מתחרים וגם משתפים פעולה. ביער מתרחשות הרבה מאוד אינטראקציות, חיוביות ושליליות, אז אם עץ צריך להתחרות על צל — הוא יעשה זאת. אבל אם מסתכלים על יער טבעי, הוא מאוד מגוון מבחינת הזנים והגנטיקה, והמחקרים מראים שיש קורלציה בין המגוון הזה לבין העמידות של היער. אנחנו לא לגמרי מבינים מדוע, אבל חושבים שזה קשור לשיתוף הפעולה ביער — כשעצים מעלים נוטריאנטים ממעמקי האדמה ומפיצים אותם לעצים שהשורשים שלהם רדודים יותר, או כשהם מספקים חומרי הגנה נגד פתוגנים וחרקים לעצים אחרים. אחרי שעבדתי כל חיי ביערות המורכבים האלה, אני מבינה שהם עובדים יחד כדי ליצור קהילה בריאה. ואם היער היה רק מזן אחד, התפרצות של מחלה או חרק היתה גורמת לאובדן של כל הקהילה. אם יש בקהילה עודף וגיוון, התועלות עצומות. היער דואג לעצמו כך שמבחינה אבולוציונית מה שתורם להישרדות זה לא רק תחרות, אלא גם שיתוף פעולה".

סוכנת פטרייה

מי שולט ברשת התעבורה של הפטריות ביער

מי שמאפשרות את שיתוף הפעולה הן הפטריות, והן אינטרסנטיות: הן משמשות רשת התקשורת בין העצים, והן מקבלות מהם בתמורה סוכרים שנחוצים לקיומן, ושהן לא מסוגלות לייצר לבד בפוטוסינתזה מפני שהן עמוק באדמה, לבד ובחושך. על פי המדידות של סימרד, העץ מעביר לשורשים ולפטריות עד 80% מהסוכר שהוא מייצר.

אז מי מנהל את ההצגה? אולי זה לא העץ הנדיב שדואג לקהילה, אלא הפטרייה האגואיסטית שמפעילה אותו כדי לוודא שאספקת הסוכר שלה לא תיגמר?

"אני חושבת ששניהם. רוב הניסויים שלי הם על איך צמחים שולטים בתנועה והמעבר ברשת המיקוריזה. וראינו שכשאנחנו מצלים עליהם או פוצעים אותם, זה משפיע על כמות הפחמן שהם יעבירו לצמחים אחרים (כי הם זקוקים ליותר עבור עצמם — קצ"ה). אז העצים בהחלט מעורבים ומשפיעים על הפטריות. אבל גם הפטרייה משפיעה כמובן, כשהיא יוצרת את הקשרים עם עצים אחרים, שמגדילים את כמות התנועה ברשת. מצד אחר, צריך לזכור שהצמח הוא מקור האנרגיה שעושה את הפוטוסינתזה, אז ייתכן שיש לו תפקיד חשוב יותר".

סימרד וסטודנט שלה, ששמו קווין ביילר, הקדישו חמש שנים למיפוי רשת המיקוריזה המסתורית, שמתפקדת כמו האינטרנט של היער ונשמעת כאילו נלקחה מסרט מדע בדיוני. את הניסויים הם ערכו בחלקת יער לא גדולה, של 30 מטר על 30 מטר, שבה היו עשרות עצים מסוגים שונים ופטריות משני זנים, באמצעות ריצופים קצרים של דנ"א. במציאות בשטח כזה יש כנראה מאות סוגי פטריות ומאות קילומטרים של רשת מיקוריזה. בסופו של המחקר הם הפיקו מפת קישורים צפופה, שמראה שכל עץ מקושר לעוד 47 עצים באמצעות 8 פטריות מסוג אחד ו־3 פטריות מסוג אחר. כל פטרייה היתה מקושרת ל־19 עצים — וזה רק בפיסת יער קטנה.

המפה ששרטטו נראית כמו מפת הטיסות של חברת תעופה עסוקה או מיפוי רשתות הנוירונים במוח. זהו לא רק דימוי ויזואלי. סימרד סבורה שהרשת הזאת באמת דומה למבנה המוח ושהיא מאפשרת ליער ולעצים לפעול באופן אינטליגנטי, כמו המוח.

לא מקובל לחשוב שלצמחים יש אינטליגנציה. זה נשמע מוזר.

"נכון, אבל אם מסתכלים על המבנה של הרשתות ומבינים איך הוא עובד, יש הרבה דברים שמקבילים למוח. רשת המיקוריזה היא כמו רשת עצבית שכל הזמן גדלה, קולטת, מחברת, משתנה. היא מאוד גמישה, כמו המוח. במוח נעים ההורמונים, ביער אלה רכיבים אחרים כמו פחמן, מים ונוטריאנטים. והארכיטקטורה של רשת המיקוריזה מאוד דומה לזו של המוח, עם עצי Hub (שניתן לכנות כמרכזייה; הכוונה לצמתים ראשיים כמו שיש במוח — קצ"ה), צמתים קטנים יותר ונוירונים".

סוג של אינטליגנציה?

"כך זה נראה. היער האינטליגנטי. השילוב בין כל האורגניזמים שחיים ביער הופך אותם לאינטליגנטיים. כולם זקוקים זה לזה. זו קהילה של אינטראקציות שמתוכן צצה אינטליגנציה. יערות אינם אוסף של עצים, הם מערכות מורכבות עם רשתות ומרכזיות שמאפשרות לעצים לתקשר, להגיב ולהסתכל. וזה הופך את היער לעמיד יותר".

עצי המרכזייה הללו הם העצים הכי ותיקים והכי גדולים, ויש להם את מרב החיבורים לרשת המיקוריזה ודרכה לעצים האחרים ביער. ביערות אשוח דגלאס, למשל, שתילים צעירים שהתחברו לרשת של עצים מבוגרים וגדולים מהם הצליחו להשיג מספיק משאבים כדי להתבסס בהצלחה. במחקריה מצאה סימרד שעצים צעירים שנהנים מהנטוורק של עצים בוגרים מגדילים את סיכויי הישרדותם פי ארבעה.

סימרד מכנה אותם גם עצי אֵם, מפני שהם תומכים בשתילים קטנים ובסביבה שלהם, כמו אמא דואגת. "יש להם תפקידים רבים. הם תומכים בשתילים שגדלים, גם במעמקים הכי מוצלים של היער. הם תומכים במגוון גדול יותר של פטריות, ודרכן ברשת מגוונת של עצים זקנים וצעירים, כך שגם שתילים חדשים יכולים להתחבר לרשת הגדולה והוותיקה. ובדיוק עכשיו יצא מחקר חדש שמצא כי העצים הזקנים הם תחנת הכוח של היער שמאחסנת פחמן דו־חמצני, כדי להתמודד עם סכנות של שינוי אקלימי".

כלומר אם כורתים עץ Hub אפשר לפגוע בחלק גדול מהיער.

"בהחלט, ולכן צריך לנהל ולתכנן את כריתת וחידוש היערות טוב יותר. חלק מהעצים בקנדה הם בני אלף ואלפיים שנה, הם שרדו הרבה תנודות במזג האוויר ויש להם גנים שהסתגלו לתנאי אקלים בעבר. הגנים הללו נחוצים גם כיום לעצים שיצטרכו להיות גמישים אקלימית גם בעתיד. אם לא נשמור על המאגר הגנטי הזה נפסיד".

המשך הכתבה ניתן לקריאה במקור.

בעקבות הרעיונות של פאנפסיכיזם, מעניין לראות מקור נוסף המקשר את הרוח שמאחורי עולם הצומח לתודעה גלובלית, רקפת תבור באפוק טיימס מתארת (מתוך כתבה):

קל לנו להבין שכלבים, למשל, מגיבים לסביבה, ובצורה רגשית מאוד. אפילו הדגים הקטנים ביותר חשים מתי הלהקה משנה כיוון ומגיבים לשינוי במהירות. בעלי חיים חייבים לפעמים לברוח מיד ממקומם, כך שקל לנו לקבל שהם נעזרים במוח ובמערכת עצבים המסוגלת להעביר את האותות החושיים ולעבד אותם במהירות. אבל צמחים? הם הרי צומחים כמעט באופן אוטומטי וממילא לא זזים לשום מקום – אין להם נוירונים, שלא לדבר על מוח. מדוע שהם יוכלו לחוש את הסביבה ולהגיב אליה במהירות?

תקשורת מורכבת

פרח החמנייה מכוון כל היום לכיוון השמש. בבוקר הוא פונה למזרח, ובמשך היום, לאורך "מסעה" של השמש ברקיע, בעזרת קולטני האור שלו, הוא יודע לזהות את הכיוון ממנו מגיע האור ועוקב אחריו בהתמדה. אין זה אומר שהצמח מצליח לראות כמונו, אבל הוא בהחלט מסוגל לחוש באור. בנוסף, מתברר שלרבים מהצמחים יש העדפה ברורה גם לגבי גוון הצבע – כחול חביב עליהם במיוחד. לאחר שבסוף המאה ה-19, חקר דרווין את נושא חישת האור אצל צמחים, ב-2011, לוקה ריזיני מאוניברסיטת פרייבורג שבגרמניה ועמיתיו גילו שבמובנים מסוימים הצמחים מסוגלים גם להתעלות עלינו – צמח ה"תורדנית הלבנה", למשל, מצויד בקולטני אור המאפשרים לו להבחין אפילו באור אולטרה-סגול.

עם השנים התברר שהחישה של הצמחים לא מסתכמת רק ב"ראייה". קיימים מספר מינים הרגישים במיוחד למגע – המטפס "מימוזה ביישנית" הוא אחד מהם. המימוזה רגיש כל כך שגם קיבל את הכינוי "אל תיגע בי" – אם תיגע בעלה שלו, הוא מיד יתקפל וייסגר למשך כחצי שעה. גם הצמח הטורף דיונאה רגיש מאוד למגע. כשחרק אומלל נעמד על העלים שלו, ונוגע לפחות בשתיים משערות החישה שעליהן, עליו של העלה מתקפלים במהרה על החרק והופכים למלכודת מוות.

ומה לגבי ריח? למשל, ה"כשות", עשב טפיל, תלוי למדי בחוש הריח שלו כבר מגיל צעיר. כטפיל, הוא לא מצויד בשורשים, וגם לא מסוגל להפיק את המזון שלו בתהליכי הפוטוסינתזה. עם מעט המזון שמספק לו הזרע, כדאי לו להזדרז ולמצוא מארח בסביבה, כדי שיוכל לשאוב ממנו מים ורכיבים מזינים. הבחירה המועדפת על הכשות היא שיח עגבנייה, כי הוא מזין יחסית, אבל באין מוצא, העשב הצעיר יסתפק גם בצמח אחר. ב-2006, פרופ' קונסלו דה מורס מאוניברסיטת מדינת פנסילבניה שבארה"ב ועמיתיה גילו שהעשב הצעיר יודע לצמוח לכיוון שיח עגבנייה סמוך, והוא מזהה את מיקומה לפי הריח שלה – חומרים שהיא פולטת לאוויר. כשהחוקרים מיקמו ליד הכשות עשבי חיטה, ריח החומרים שפלטה החיטה לא מצא חן בעיני הטפיל – כך שהוא גדל דווקא הרחק ממנה.

אבל המחקר לא נעצר כאן, וייתכן שלגבי השלב הבא שלו, יש אנשים שכבר יהיה להם קשה יותר לקבל – הריחות שהצמחים פולטים – אפילו משמשים אותם כסוג של שפה. ב-1983, כשג'ק שולץ ואיאן בולדווין פרסמו בכתב העת Science את הממצאים המהפכניים שלהם לגבי תקשורת בין צמחים, רבים התקשו לקבל את הרעיון ודחו אותו בביקורתיות. צמד החוקרים גילה שכשעלי צפצפה ועלי מייפל נטרפים על ידי חרקים, העץ הפגוע מתחיל לפלוט חומרים רעילים המרחיקים את הטורפים ולמעשה עוזרים לעץ להתגונן מתקיפות נוספות. החלק המפתיע בכל זה הוא שהעץ הפגוע הוא לא היחיד שנכנס למצב מגננה – גם שכניו. הם יודעים "להריח" את החומרים שפולט העץ הפגוע ולומדים מכך על הסכנה. כלומר, צמחים מסוגלים להזהיר זה את זה ברגעי משבר.

מאז שנות ה-90 ועד היום התבררו עוד ועוד דוגמאות לתקשורת דומה כזו בין צמחים. ב-2012, גילה פרופ' אריאל נובופלנסקי מהמחלקה לאקולוגיה מדברית באוניברסיטת בן-גוריון בנגב שהתקשורת הזו יכולה להגיע גם רחוק יותר משחשבנו. הוא גילה שצמח האפונה יודע להעביר את ההזהרות האלו בתגובת שרשרת לצמחים מרוחקים. במחקר שלו, התמקד פרופ' נובופלנסקי בסוג שונה מעט של הודעות – לא דיווחים על טורפים אלא התרעות על מצבי יובש ומליחות. הוא גילה שגם צמחים שלא ניזוקו ישירות מהמליחות, אלא רק קיבלו הזהרות כאלו משכניהם והתגוננו בהתאם, ידעו להפיץ את החדשות הלאה לצמחי אפונה סמוכים, באמצעות השורשים שלהם.

בראיון לאפוק טיימס בעקבות התגלית, תיאר פרופ' נובופלנסקי את תהליכי עיבוד המידע של הצמחים: "הצמחים קולטים נתונים, אוגרים אותם ומעבדים אותם. בלי מחשב, בלי מחשבון ובלי מוח, ובסופו של דבר מוציאים לפועל איזושהי פעולה. במקרים רבים יש גם הפרדה גדולה בזמן בין קליטת הנתונים לבין העיבוד שלהם, כלומר שמעורב כאן גם זיכרון כלשהו".

פרופ' סוזן סימרד, מאוניברסיטת קולומביה הבריטית שבקנדה גילתה שהתקשורת בקרב עצי היער מורכבת וענפה ושבעצם כל היער מקושר ברשת תת קרקעית נסתרת. הרשת שהיא גילתה מבוססת על קורי פטריות שבאמצעותה עצי היער מקושרים. כיום הרשת מוכרת בכינוייה Wood-Wide-Web.

לראשונה, גילתה פרופ' סימרד עדויות לרשת הזו בעבודת הדוקטורט שלה, בסוף שנות ה-90, כשראתה כיצד עץ אשוח מבוגר מסוגל להעביר רכיבי מזון לשתיל צעיר של ארז שגדל בסמוך, אף על פי שלא היה מגע ישיר בין שורשי שני הצמחים, אלא רק דרך קורי הפטריות.

מאז, מחקרים רבים הדגימו את תפקידן המכריע של הפטריות בתיאום התקשורת ביער, למשל כשהתברר שבעזרתן העצים מפיצים התראות על סכנות מתקרבות. ב-2010, מיפוי של רשת קורי פטריות בחלקת יער חשף את הסדר שמאחורי הרשת הנסתרת הזו – התברר שהעצים המבוגרים ביותר הם גם אלו המקושרים ביותר לעצים שבסביבתם. פרופ' סימרד מכנה את העצים המקושרים "עצי אם" (Mother Trees) והיא טוענת שיש להם תפקיד מכריע בהתפתחות היער ובשרידותו – הם מזינים ומטפלים בשתילים הצעירים ומווסתים את תעבורת המידע בקרב כל עצי היער.

בבית הספר של הצמחים

ממצאים מ-15 השנים האחרונות לקחו את יכולות עיבוד הנתונים של הצמחים צעד נוסף קדימה – ה"תורדנית הלבנה" שכבר הזכרנו, צמח זעיר החביב על חוקרי מעבדה, מעוניינת לגדול גם בשעות הלילה, כשאין לה אנרגיה מאור השמש. לשם כך היא אוגרת עמילן בשעות היום, ובמהלך הלילה היא מפרקת אותו בהדרגה כדי להשיג את האנרגיה הדרושה לה. כבר בשנות ה-80 של המאה הקודמת ראו שהתורדנית מצליחה לנצל בלילה כ-95 אחוז מכמות העמילן שהכינה מראש, ושקצב פירוק העמילן אחיד למדי. כלומר, בתחילת הלילה היא "יודעת" מה מצב המאגרים שלה ובהתאם לכך קובעת את קצב הפירוק.

חזרתי אחרי שישה ימים כדי לראות

אם הם עדיין זוכרים והם זכרו. בניסוי הבא המתנתי חודש והם עדיין זכרו

ב-2005, ד"ר יאן לו מאוניברסיטת ויסקונסין שבארה"ב אתגר את התורדנית ובמפתיע, קיצר את היום שלה מ-16 שעות ל-8 בלבד. היא מיד האטה את קצב פירוק העמילן כך ששוב הצליחה לנצל אותו באופן רציף לאורך כל 16 שעות הלילה, ובשעת "הזריחה", נשארה כרגיל רק עם אחוזים בודדים מכמות העמילן. מחקרים מחמש השנים האחרונות כבר מציעים מהם המנגנונים המולקולריים המאפשרים לתורדנית לבצע את פעולת החילוק המתמטית הנדרשת כדי לקבוע את קצב הפירוק המדויק.

פרופ' מוניקה גגליאנו מאוניברסיטת מערב אוסטרליה, רצתה לבדוק משהו מהפכני אף יותר – האם ניתן ללמד את הצמחים התנהגויות חדשות. תנאי הכרחי ללמידה הוא היכולת לזכור. כדי לבדוק את נושא הזיכרון בחרה פרופ' גגליאנו בצמח שכבר הזכרנו – "אל תגע בי", אותו אחד שבדרך כלל מקפל את עליו למשך חצי שעה אם רק נוגעים בו או אם אפילו נושפים עליו. במחקר שפרסמה ב-2014 היא רצתה לבדוק אם גם כשתטריד אותו שוב ושוב, וברצף, עדיין הוא יטרח לסגור את העלים.

מתברר שהצמח הבין את העיקרון די מהר. בשלב הראשון העלים נפתחו מחדש תוך דקות ספורות, במקום להמתין חצי שעה, אבל לאחר הטרדות חוזרות ונשנות הוא כבר אפילו הפסיק לסגור אותם. "חזרתי אחרי שלושה ימים כדי לראות אם הם עדיין זוכרים. חשבתי לעצמי שאין סיכוי שיזכרו, אבל הם זכרו. אחרי שישה ימים – אותו דבר. בניסוי הבא המתנתי חודש. וכדי לעשות את זה מאתגר עבורם ממש, אפילו שיניתי את הסביבה ושיחקתי עם עוצמת האור שהיה עליהם. אבל, בכל זאת, גם אחרי חודש, כולם עדיין זכרו – הם למדו שאינם צריכים לטרוח", היא סיפרה בראיון לאפוק טיימס.

החלטות הרות גורל

אז איך בעצם הצמחים עושים את זה? איך הם מעבדים את הגירויים, מנתחים אותם ומגיבים להם? לנו יש מוח שמקבל החלטות ובעזרת מערכת העצבים המרכזית מעביר את ההוראות שלו להיכן שצריך. אבל, איך כל זה עובד אצל צמחים? כששאלתי את פרופ' גגליאנו את השאלה הזו, לא הייתה לה תשובה ברורה. "אנחנו עדיין לא יודעים מהם המנגנונים המאפשרים את הדברים האלו. ייתכן שמדובר באותות חשמליים, או אולי באותות כימיים, אבל בינתיים אלו כולן ספקולציות".

פרופ' ג'ורג' באסל מאוניברסיטת בירמינגהם שבבריטניה הוא אחד מהחוקרים המנסים לענות על השאלות האלו. ביוני השנה הוא פרסם מחקר שמציע פתרון לסוגיה, לפחות לגבי היבט מסוים שלה – כיצד הזרע יודע שהגיע הרגע הנכון לנבוט. "הזרע הוא בעצם הדרך היחידה של הצמח לנוע. הוא יכול לנוע במרחב, ממקום אחד לאחר, אבל הוא גם סוג של 'נוסע בזמן' כשהוא יכול לדחות לזמן ממושך את הנביטה", הסביר פרופ' באסל בראיון לאפוק טיימס את חשיבותה המכרעת של ההחלטה הזו.

את המחקר שלהם ערכו באסל ועמיתיו על זרעי התורדנית הלבנה כמובן. הם גילו שמנגנון קבלת ההחלטות של הזרע מתבסס על הורמונים והוא שוכן בקצה השורש העוברי. "כיוון שעומד לרשות הזרע מידע רב ומורכב, הדרך שלו לפשט את המידע היא להשתמש בהורמונים בתור מערכת תקשורת פנימית". הורמון אחד שמצאו החוקרים נקרא GA והוא מעודד את תחילת הנביטה. ההורמון השני, ABA, דווקא גורם לזרע להמשיך להיות רדום. בדרך כלל ריכוז ה-ABA גבוה יותר כך שהזרע נשאר בתרדמתו, אך ככל שהתנאים בסביבה משתפרים, ריכוז ה-GA עולה בהדרגה. כשהוא עובר סף מסוים, מרכז קבלת ההחלטות שבקצה השורש יוזם את תחילת הנביטה.

פרופ' באסל יודע לספר גם על החלטות נוספות המבוססות על הורמונים, כמו מועד תחילת הפריחה וההחלטה של השורש לאיזה כיוון להמשיך את צמיחתו באדמה.

הרצאת טד של חוקר מערכת העצבים, גרג גייג', מאפריל השנה, מדגימה מנגנון אפשרי נוסף שמעורב בתהליכי החישה והתנועה של הצמח. בהרצאתו, גייג' מחבר את הצמח "אל תיגע בי" למכשיר אק"ג. קל לראות בסרטון כיצד מגע בעלה של הצמח מקפיץ את רמת הפעילות החשמלית בגבעול, והיא חוזרת לעוצמתה השגרתית רק לאחר שהצמח משלים את סגירת העלה.

אז כיצד נוכל לתאר את המנגנונים המאפשרים את היכולות האלו של הצמחים? בשנים האחרונות החלו לעלות מונחים כמו "קוגניציה של צמחים", אך פרופ' באסל מסתייג ממונח זה, כי לדבריו מונחים אלו מטעים כשהם מציעים שלצמחים יש תודעה מסוימת. הצמחים, לדבריו, אינם מסוגלים לחשוב אלא רק "לעבד נתונים" כך שהוא מעדיף לדמות את הצמח למעין מחשב.

פרופ' גגליאנו מציעה לנו להסתכל קצת אחרת על התהליכים הלכאורה קוגניטיביים שמדגימים מגוון יצורים מסביבנו, ובכללם הצמחים. "אנחנו תמיד מדברים על קוגניציה במונחים של נוירונים – מערכת העצבים והקשר בין הנוירונים במוח. אבל הצמחים מסוגלים לעשות את כל הדברים האלו בלי נוירונים. אולי ברמה הבסיסית משמעות הדבר הוא שנוירונים ומוח הם רק מקרה פרטי. אולי אפשר לעשות דברים כאלו גם בלי נוירונים, ואם נמשיך להתמקד בנוירונים נסתכל רק דרך חלון קטן בסיפור הזה".

עד כאן תבור, וראה גם לורה רוגלס "המוחות של הצמחים": "לצמחים יש גם יכולות קוגנטיביות", ושם באריכות על המנגנון המכונה "זיכרון אפיגנטי", המאפשר לצמח ללמוד את הסביבה ולתקשר עם יצורים חיים אחרים בסביבתו בהעברת וקבלת מידע. מכיון שרוגלס מגיעה ממקצוע הפילוסופיה, יש במאמר דיון מעמיק ומפורט על המשמעות של יחוס תכונות כגון 'זכרון' או 'למידה' לצמח ומה המשמעות הפילוסופית שלו בהשוואה לתודעה המוכרת לנו.

 

שתף מאמר זה

שיתוף ב facebook
שיתוף ב google
שיתוף ב twitter
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב pinterest
שיתוף ב print
שיתוף ב email

תגובות ישירות

Leave a Reply

avatar
 
smilegrinwinkmrgreenneutraltwistedarrowshockunamusedcooleviloopsrazzrollcryeeklolmadsadexclamationquestionideahmmbegwhewchucklesillyenvyshutmouth
  Subscribe  
Notify of