Postoji li altruizam kod biljaka? Naravno da postoji!
Na cijeloj zemaljskoj kugli poznato je preko 300 000 vrsta biljaka. Nemoguće je zamisliti život bez njih. Mnoge biljke osvježavaju i pročišćavaju zrak tako što proizvode kisik i filtriraju ugljični dioksid koji ljudi izdišu. Također, neke vrste biljaka poput filodendrona ili fikusa upijaju elektromagnetska zračenja, suzbijaju neugodne mirise i štite od buke.
Svi smo čuli za primjere životinjskog altruizma: psi koji skrbe za osiročene mačiće, čimpanze koje dijele hranu ili dupini koji guraju ozlijeđene pripadnike svoje vrste na površinu. Sada, studija vođena Sveučilištem Colorado u Boulderu sugerira da su neke biljke također altruistične.
Istraživači su promatrali kukuruz u kojem svako oplođeno sjeme sadrži dva "bratska" dijela: embrij (zametak) i odgovarajući dio tkiva poznat kao endosperm koje hrani zametak kako sjeme raste, rekla je profesorica Pamela Diggle sa Sveučilišta Colorado u Boulderu. Usporedili su rast i ponašanje embrija i endosperma sjemena koji dijele istu majku i oca s rastom i ponašanjem embrija i endosperma koji su imali genetski različite roditelje.
"Rezultati su pokazali kako su embriji i endospermi iste majke i oca težili znatno više od embrija iste majke, ali drugog oca", rekla je Diggle, članica fakulteta s Odsjeka za ekologiju i evolucijsku biologiju. "Otkrili smo da endosperm koji ne dijeli istog oca kao embrij ne pruža mnogo hrane pa se čini da manje surađuje."
Rad na ovu temu je objavljen u Proceedings of the National Academy of Sciences. Koautori studije su Chi-Chih Wu, student doktorskog studija s Odsjeka za ekologiju i evolucijsku biologiju i profesora Williama "Neda" Friedmana, profesora na Sveučilištu Harvard koji je pomogao provoditi istraživanja na projektu i fakultetski je član Sveučilišta Colorado.
Diggle je rekla da je prilično jasno iz prethodnog istraživanja da biljke povlašteno mogu uskratiti hranjive tvari slabijem potomstvu kada su resursi ograničeni. "Naša studija je prva koja je posebno testirala ideju suradnje među braćom kod biljaka."
"Jedan od temeljnih zakona prirode je da ako namjeravaš biti altruist, pomoći ćeš svojim najbližim rođacima," rekao je Friedman. "Altruizam samo evoluira ako je dobročinitelj bliski rođak korisnika. Kad endosperm daje svu svoju hranu embriju, a zatim umre, ništa ne može biti više altruistično od toga."
Kod reprodukcije kukuruza, muški cvjetovi na vrhu biljaka distribuiraju dva peludna zrnca odjednom kroz pojedinačne cijevi na malene klipove na stabljikama koje su pokrivene nitima poznate kao svila u procesu poznatom kao dvostruka oplodnja. Kada dva peludna zrnca dođu u dodir s pojedinom svilom, tada proizvode sjeme koje sadrži embrio i endosperm. Svaki embrij rezultira samo jednim zrnom kukuruza, rekla je Diggle.
Tim je iskoristio iznimno rijedak fenomen kod biljaka pod nazivom "hetero-oplodnja", u kojoj su dva različita oca preci pojedinačnih zrna kukuruza, rekla je Diggle, trenutno gostujuća profesorica na Harvardu. Manipulacija biljnih gena kukuruza koja se događa tisućljećima (što je rezultiralo proizvodnjom šarenih klipova indijskog kukuruza različitih boja poput crvene, ljubičaste, plave i žute) pomogla je istraživačima u procjeni podrijetla zrna, rekla je znanstvenica.
Wu, koji je uzgajao kukuruz i brao više od 100 klasi tijekom trogodišnjeg razdoblja, uklonio je, locirao i vagao svako pojedinačno zrno svakog klipa tijekom žetve. Dok je većina zrna imala endosperm i embrij iste boje - naznaku da dijele istu majku i oca - neka su imala različite boje za svaki, poput ljubičastog vanjskog zrna sa žutim embrijem.
Wu je u potrazi za takvim rijetkim zrnom koje je imalo dva različita oca, kao načinom za ocjenjivanje suradnje između embrija i endosperma. "To je bilo vrlo izazovno i dugotrajno istraživanje", rekao je Friedman. "To je kao da tražite iglu u plastu sijena ili u ovom slučaju, zrno u silosu."
Endosperm u obliku kukuruza, riže, pšenice i drugih usjeva je ključan za ljude, pružajući oko 70 posto kalorija koje konzumiramo godišnje širom svijeta. "Tkivo u sjemenkama cvjetnica je ono što hrani svijet", rekao je Friedman, koji također upravlja Arnold Arboretumom na Harvardu. "Da nema cvjetnica, ne bi bilo ni ljudi."