Aj rastliny poznajú stres a dokážu komunikovať

Čítať neskôr
Pre uloženie článku sa prihláste alebo sa ZDARMA registrujte.
Aj rastliny poznajú stres a dokážu komunikovať

Mnoho fenoménov medzi rastlinami je nevysvetliteľnou záhadou a neuspokojujú ma momentálne vedecké odpovede, hovorí vedkyňa Líviou Saleh, ktorá pôsobí v Nemecku.

Po ukončení vysokoškolských štúdií na Slovensku odišla do Nemecka, kde absolvovala ďalšie štúdiá. Dva roky pôsobila ako biológ vo firme zameranej na monitoring čistoty vôd. Vrátila na univerzitnú pôdu, kde pôsobila ako vedúca projektu. O svete rastlín hovorí zaujímavo a presvedčivo. O povinnosti vedcov, publikovaní, databázach, kráse vedy a svojich snoch hovorí s rešpektom a uvážlivo. Biochemička a genetička Dr. Lívia Saleh.

Ako ste sa dostali do Nemecka?

Počas štúdia environmentálnej výchovy som spolu s niekoľkými inými slovenskými študentmi pracovala pol roka na EXPO v Hannoveri. Po dokončení magisterského štúdia som sa rozhodla študovať práve tam. A aj keď mi bolo umožnené robiť doktorát z environmentalistiky, viac ma lákala genetika a molekulárna biológia. A tak som si dorobila diplom z biológie zo zameraním na genetiku a biochémiu. Potom som si našla miesto v Kieli a spravila si doktorát.

Biochémia je sama osebe ťažký odbor, ale v cudzom jazyku?

Nemčina mi nerobila až taký problém, skôr všetky tie neznáme prístroje a metódy, ktoré som ad hoc musela ovládať pri praktických laboratórnych prácach. Keďže som nastúpila neskôr, mali moji spolužiaci v tomto veľký náskok. Na Slovensku som sa s prístrojmi na PCR alebo aj s celkom obyčajnými stolovými centrifúgami (zariadenie na oddeľovanie drobných častíc a látok – pozn. red.)  nikdy nestretla, tak som sa mnohokrát zapotila. Ale keďže ma to nekonečne bavilo, celkom rýchlo som si všetko osvojila.

Čomu ste sa venovali počas doktorandského štúdia na univerzite?

V našom odbore sa doktorát robí len čisto prakticky. To znamená, že človek dostane tému a stojí tri až štyri roky od rána do noci „v labáku“. Potom spíše prácu a obháji ju. Niekedy záleží na type projektu, musí viesť praktiká a semináre so študentmi, prípadne dozerať na študentov, ktorí si vyhotovujú svoju magisterskú či bakalársku prácu.

Čo prišlo potom?

Téma môjho doktorátu. To bol môj prvý skutočný projekt.

V ňom ste sa venovali mechanizmom transportu chloridu a odolnosti rastlín voči zasoleniu. Skúste nám to, prosím, laicky vysvetliť.

V dnešnej dobe je veľkým problémom nedostatok vody, najmä v krajinách, kde sa žije z poľnohospodárstva. Často sa k odvodneniu pridáva ešte ďalší problém. Vo vysušenej pôde sa koncentrujú vysoké hodnoty iónov, napríklad sodíka, draslíka alebo chloridu. Všetky sú prijímané rastlinami a väčšina poľnohospodársky relevantných plodín nie je na takúto „záťaž“ stavaná. Dôsledkom sú odumierajúce rastliny a žiadna úroda.

Genetici sa už dávno zaoberajú vytváraním nových odrôd rastlín. Odolnejších voči uvedeným iónom. Na to, aby sme mohli vytvárať odolné rastliny, musíme presne poznať gény a mechanizmy, ktoré sú za nimi.

To znamená, že musíme vedieť, ako napríklad chlorid vstupuje do rastliny, v ktorých častiach sa akumuluje, ako vstupuje do bunky a prečo je pre rastlinu taký toxický. Mojou úlohou bolo pomocou špeciálneho indikátora chloridu priamo v rastlinnej bunke prísť na to, akou cestou, teda ktorým chloridovým kanálom z niekoľkých možných kandidátov, sa chlorid dostáva dnu, kde presne sa v bunke ukladá a či a do akej koncentrácie chloridu sa dá tento mechanizmus obrátiť – čiže vyplaviť chlorid z bunky.

Pracovala som na takzvanej modelovej rastline s názvom Arabidopsis thaliana, pretože u nej je známy celý genóm. K nej som pridala príbuzný soli odolný variant Thellungiella halophila.

Arabidopsis thaliana, Arábkovka Thalova. Je známa tým, že v roku 2000 sa stala prvou rastlinou so známym genómom. Foto – archív autora

Tiež som sa venovala ryži. Tú som si zvolila preto, lebo v Indii a Číne existujú semenné banky odrôd ryže a všetkých možných genetických mutantov. Medzi nimi boli aj semená rastlín so zmutovanými potenciálnymi kandidátmi na chloridové kanály. To znamená, že tieto v bunkách akoby neexistovali. A tak som mohla porovnávať, ako sa jednotlivé mutanty správajú v porovnaní so štandardnou odrodou ryže, keď ich vystavím nadmernému množstvu soľných iónov. Toto je však len zlomok všetkých možných experimentov. Je ťažké zhrnúť 4 roky intenzívnej práce do niekoľkých viet.

Čo bolo praktickým cieľom vášho výskumu?

Nájsť ďalší gén, ktorého pozmenenie (mutácia – pozn.aut.) by viedla k soli odolnejším poľnohospodárskym rastlinám.

Krátko pred ukončením projektu sa vám narodila dcéra. Aj napriek tomuto daru ste projekt dokončili.

Bolo to náročné. Pracovala som po nociach a v každej voľnej chvíli. Našťastie išlo „len“ o vyhodnocovanie výsledkov na počítači. Bolo mi umožnené pracovať doma, za čo som bola veľmi vďačná. Nedokázala by som dať moju vtedy 3-mesačnú dcérku do opatery niekomu cudziemu.

Ktorý zo svojich projektov považujete za najvýznamnejší?

Ten posledný. Zaoberala som sa v ňom morskými riasami. Konkrétnejšie špeciálnymi proteínmi, ktoré sme z rias získavali. Proteínmi, ktoré sa podieľajú na procese svetielkovania. Dá sa to využiť v rôznych aplikáciách od medicíny až po potravinársky priemysel. A takisto sme počas projektu nahromadili množstvo dát týkajúcich sa genómov konkrétnych druhov rias.

Vyžarovanie viditeľného sveta u rias? Bioluminiscenciu má väčšina z nás spojenú so svetluškami.

Áno, ale aj jednobunkové riasy sú jej schopné. Takisto veľké množstvo iných, najmä hlbokomorských organizmov.

Bioluminiscencia rastliny pri mnohonásobnom zväčšení. Foto – archív autora.

Aká je podstata bioluminiscencie? Ako, prečo a čím sa naštartuje?

V podstate sú to chemické procesy, aj keď romantické. Je na ne treba určité druhy proteínov, pár špeciálnych chemických látok a kokteil je hotový. Naštartuje sa prítomnosťou všetkých zodpovedných látok. Niečo podobné robia forenzici v TV seriáloch. Nastriekajú na stenu roztok luminolu a aktivujú ho UV žiarením. Potom vďaka proteínom v krvi obsahujúcich železo zviditeľňujú stopy.

Ste autorkou a spoluautorkou 6 publikácií, vo viacerých ste sa venovali stresu u rastlín. Poznajú rastliny stres?

Určite. Rastliny nie sú schopné pohybu. Nemôžu sa vzdialiť od podmienok, ktoré im nevyhovujú. A symptómy, ktoré za týchto nevhodných podmienok preukazujú, či už na bunkovej alebo celorastlinnej úrovni, sa dajú porovnať s tým, čo sa deje u človeka. Myslím na biochemickej úrovni.

Vedia rastliny stres aj predvídať?

Myslím, že predvídavosť alebo myslenie by som do rastlín neinterpretovala. Určití vedci tvrdia, že rastliny dokážu myslieť a že majú niečo ako nervový systém. Možno o 20 rokov to budeme vedieť naisto všetci. Tak ako je dnes známe, že rastliny medzi sebou komunikujú.

Rastliny komunikujú? S kým? Medzi sebou alebo aj so živočíchmi?

Aj medzi sebou, aj so živočíchmi. Je to nevyhnutné pre ich prežitie. Okrem toho, že potrebujú byť opelené hmyzom. Niektoré si priam adoptujú mravce, ktoré žijú v dutinách konárikov a rastlina ich kŕmi šťavou. Na oplátku ju mravce chránia pred škodcami.

Akou formou komunikujú rastliny? U živočíchov funguje komunikácia hlasová, pachová, vizuálna. A u rastlín?

Hormonálna. A aj pachová. Produkujú vône, pachy a určité druhy hormónov. Napríklad keď sa jedna rastlina ocitne v nebezpečenstve, vylúči určitý hormón. Keď ten prijme druhá rastlina, vie, že sa musí pripraviť, a aj to urobí.

Dá sa táto reč rastlín dešifrovať?

Určite sa dá. Len sme na to ešte krátki. Veď len pomaly prenikáme do komunikácie zvierat. U rastlín je to oveľa ťažšie. Svet rastlín je pre nás ešte stále uzatvorený, len pomaly a po častiach do neho prenikáme. Takých vedcov, ako je napríklad Slovák František Baluška, treba. Treba sa pozerať aj za roh, plávať proti prúdu... aj keď sa jeho úsilie zdá byť márne, nikdy ním nebude.

Vedcov, čo plávajú po prúde a nechajú sa ním unášať, je viac než dosť. Veľakrát som počas svojej práce musela zavrhnúť to, čo som čítala vo vedeckých článkoch. Nenechať sa zviesť tým, čo niekto niekedy napísal, je ťažké, najmä pokiaľ ide o kapacity v odbore. Ale všetci sme len ľudia a všetci sme omylní.

Môžu rastliny zo stresu ochorieť?

Samozrejme. Ochorieť a aj uhynúť. Ako som už povedala, nedokážu sa mu vyhnúť. Musia akýkoľvek druh stresu – či už ho spôsobí príliš veľa vody, alebo jej nedostatok, málo svetla, alebo veľké množstvo soľných iónov – jednoducho pretrpieť.

Pretrpieť? Rastliny cítia bolesť?

Mnohí vedci by povedali áno a mnohí by sa na tom zasmiali. (Ticho.) Zatiaľ vieme, že na cítenie bolesti sú potrebné elektrické signály vedené po určitých dráhach. A takisto treba na to nejaký druh prijímača. Rastliny sú schopné viesť elektrické signály. Či majú prijímač, sa nevie. Určite však dokážu rozoznať poškodenie. A naň reagovať.

Takže majú akési vedomie?

Nezašla by som až tak ďaleko s tvrdením, že majú vedomie, ale riadia ich biochemické procesy veľmi podobné našim.

Ak teda rastliny trpia stresom a vnímajú poškodenie, pripusťme, že by mohli cítiť aj bolesť... To nie je najlepšia správa pre tých vegetariánov, ktorí si vylepšujú morálny profil stravou, pri ktorej úprave nič netrpí. Nie?

Pre mňa je mnoho fenoménov u rastlín nevysvetliteľnou záhadou a neuspokojujú ma momentálne vedecké odpovede. Len to, že rastliny nemajú ústa a nervovú sústavu ako my, neznamená, že sú neživé.

Svetlo je pre život rastlín nevyhnutné. Prijímajú ho a za účasti oxidu uhličitého v nich začne prebiehať fotosyntéza. Poznatok, že majú schopnosť rozlíšiť intenzitu a smer svetla, je všeobecne známy. Opýtam sa však, či môžu rastliny vidieť. Rozoznať farbu, konkrétne predmety alebo deje vo svojom okolí.

Rastliny majú taktilné senzory, reagujú na dotyk, dokážu sa šplhať po predmetoch... ale vidieť v takom zmysle ako ľudia, to nie.

Pomerne nový vedecký odbor sa venuje neurobiológii rastlín.

Áno, jedným z vedcov, čo sa tým zaoberajú, je už spomenutý František Baluška.

Profesor Baluška tvrdí, že rastliny majú pamäť i čosi ako nervovú sústavu.

A väčšina vedcov sa z neho smeje. Neurobiológiu rastlín považujú za pavedu a science fiction.

Váš názor?

Je ešte veľa toho, čo nevieme, a niekedy sme nútení určité vedecké dogmy zavrhnúť, i keď boli platné celé stáročia. Aj evolučná teória je len teóriou. A tí, ktorí sa fixne držia takýchto teórií, robia podľa mňa veľkú chybu.

Mám pocit, že vedu treba viac popularizovať, lebo je to cesta, ako informovať o projektoch, o výsledkoch a o práci, ktorú vedci robia.

Povinnosťou médií i vedcov by malo byť nejakým spôsobom viac vysvetľovať, čo vlastne vedci robia. Aký má ich práca význam a komu ich zistenia môžu pomôcť. A týmto všetkých presvedčiť, že peniaze, ktoré sa na vedu dávajú, idú na niečo, čo má zmysel. A tiež treba dávať pozor, aby sa verejnosť nezavádzala. Aj keď vedec spraví 300 experimentov s určitým výsledkom, neznamená to, že tristoprvý raz ten výsledok bude rovnaký. Štatisticky je to nemožné. Ale pracujeme so živými organizmami a tie nás ešte stále vedia prekvapiť.

V čom je krása vedy?

Že nás učí, že nič nie je samozrejmé.

Vašou veľkou ambíciou je robiť vedu. Ktoré pracovné úspechy považujete za najvýznamnejšie?

Príspevok k poznaniu genómu morských rastlín. Aj keď výsledky ešte stále spracovávame a neboli dosiaľ publikované.

Biochemička a genetička Dr. Lívia Saleh.

Vaša vedecko-výskumná činnosť je zameraná na biochémiu rastlín a morských rias, konkrétne na využiteľnosť určitých proteínov pre potreby medicíny, potravinárskeho a kozmetického priemyslu. Ako sa dajú poznatky o genómoch morských rias prakticky využiť?

My ich využívame na identifikáciu určitých proteínov, ktoré potom nájdu využitie v medicíne alebo niektorých odvetviach priemyslu. Viem, že praktikabilita vedeckého výskumu je medzi laickou verejnosťou žiadaná a často sa vedci zaoberajúci sa základným výskumom stretávajú s neporozumením. Ale vedu si treba predstaviť ako dom. A žiadny dom nestojí bez základov a solídneho fundamentu, aj keď prácu, čo za tým je, neskôr nevidno. Aplikovaná (praktická – pozn. aut.) veda by bez základnej vôbec nefungovala.

Aj napriek tomu, že je slovenská veda z veľkej časti financovaná z eurofondov, má problém s nedostatkom peňazí. Aký systém financovania vedy funguje v Nemecku?

Je tu viac možností. Tiež máme možnosť žiadať o eurofondy. Ale hlavnú väčšinu základného výskumu financuje Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Mnoho univerzitných inštitútov je financovaných priamo zo štátnych prostriedkov. A ak má niekto partnera v oblasti priemyslu, tak potom je ešte niekoľko iných možností. Finančných možností je mnoho, ale je aj mnoho uchádzačov a sito je tvrdé, všetko záleží na tvojej žiadosti a zaujímavosti projektu. A niekedy aj na tom, aké má kto kontakty. Vedecké projekty idú mnohokrát na posúdenie vedcom, ktorí sa zaoberajú danou tematikou. Niekedy stačí, že sa poznáte a projekt je posudzovaný blahosklonnejšie. Avšak očividné preferencie, ale ani očividne negatívny osobný postoj DFG nevidí rada a vždy je tu možnosť intervencie.

Slovenskí vedci sa často sťažujú, že ich priveľmi zaťažuje administrácia grantov, ktoré ich financujú. Je to v Nemecku riešené inak?

Na univerzitnej pôde sa finančné záležitosti riešia cez špeciálne oddelenie pre granty. Koordinátor projektu však musí všetko kontrolovať aj sám. Ale keďže netuším, akou administráciou sú naši vedci zaťažení, neviem to porovnať.

Prečo je publikovanie v odborných časopisoch pre vedca dôležité?

Pretože sa mu dostane už v posudkovom konaní určitého „feedbacku“, v dobrých prípadoch aj konštruktívnej kritiky, čo ho môže posunúť ďalej. Ale v dnešnej dobe rozhoduje o „kvalite“ vedca nie kvalita publikácií, ale ich kvantita.

Ako prebieha publikovanie a aké sú kritériá pre kvalitný článok?

Kvalitný článok by mal prezentovať nejakú novú myšlienku potvrdenú fundovanými experimentmi. Publikácia je dlhý proces. Väčšina vedeckých časopisov vyžaduje okolo 20-30 strán textu. Ten je, samozrejme, doplnený o množstvo grafov a ilustrácií.

Po zaslaní textu redaktorovi ide článok na posudok dvom alebo trom odborníkom. To trvá v priemere až 3 mesiace. Ak sú posudky pozitívne, spravia sa nejaké minimálne opravy, zaplatí sa poplatok (v mnohých prípadoch dosť vysoký – okolo 700 eur) a autor ešte musí upraviť článok do žiadanej formy.

Stane sa aj, že sa odborníci v posudzovaní nezhodnú, vtedy rozhodne redaktor, či článok pôjde na posúdenie niekomu ďalšiemu, alebo ho bude napriek predošlej nezhode publikovať. Prípadne ho zamietne.

V minulom roku slovenské ministerstvo školstva včas nezaplatilo vedcom prístup k svetovým databázam. Tí sa od 1. januára 2017 počas asi 3 týždňov nemohli dostať do zahraničných vedeckých databáz. Prečo je pre vedcov dôležitý prístup k týmto databázam?

Prístup k vedeckým poznatkom a publikáciám zo zahraničia je dôležitý z niekoľkých hľadísk. Z jedného vedci dokážu rešeršami posúdiť relevantnosť vlastného výskumu, teda či už niekto niečo obdobné publikoval. Ďalej je to prístup k metódam, ktoré používajú iní. A tiež prístup k ich poznatkom a pozitívnym i negatívnym výsledkom. V situácii zablokovania prístupu by stáli za zváženie aj iné riešenia. Napríklad použite SciHub. Aleksandra Elbakyan založila túto internetovú platformu, aby bojovala proti komercializácii vedy a niekedy nehoráznych poplatkov za stiahnutie článkov. Ona sama sa tituluje „Robin Hood vedeckého sveta“.

Máte vedecký vzor?

Mojím vedeckým vzorom je vedúci mojej doktorandskej práce PD Dr. Christoph Plieth (PD – privatdozent). Od neho som sa naučila všetko, čo som potrebovala na to, aby som sa stala vedkyňou. Byť čestná, nevzdávať sa, hľadať nekonvenčné riešenia, byť sebestačná...

Akých vedcov potrebuje dnešný svet?

Takých, ktorí robia vedu zo zanietenia. A takých, ktorí plávajú proti prúdu.

Prvú školu dostáva človek od svojich rodičov, neskôr od ľudí, ktorí na neho vplývajú. Kto alebo čo najviac ovplyvnilo vás a vašu túžbu stať sa vedcom?

Keď som bola ako 15-ročná na ročnom výmennom pobyte v Nemecku, začala som sa zaujímať o prírodné vedy, špeciálne genetiku. Vo výklade jedného kníhkupectva som zbadala knihu o genetike. Bola veľmi drahá, ale našetrila som si a kúpila si ju. Neskôr ma veľmi uchvátil profesor Šteffek (ekológ a zoológ – pozn. aut.). Ale nie ani tak z vedeckého hľadiska, ako skôr z toho pedagogického.

Je smutné, že vynikajúci ľudia, ktorí dostanú základ na slovenských univerzitách, musia odísť za vedou do zahraničia. Vrátili by ste sa pracovať na Slovensko?

Myslím, že áno. Mojím snom počas doktorandského štúdia bolo založiť katedru genetiky a molekulárnej biológie na Univerzite Mateja Bela v Banskej Bystrici, získavať granty a trochu podporiť slovenskú vedu. Keď som tam študovala environmentalistiku, smutné vybavenie laboratória pozostávalo z niekoľkých Petriho misiek, chemikálií a pipiet. Nevravím, že len špičkovo vybavené laboratórium je podmienkou pre špičkový výskum, ale pomáha to. Na druhej strane horšie vybavené laboratóriá podnecujú dobrých vedcov ku kreativite.

Takže váš sen súvisí s návratom na Slovensko?

Keby bola taká možnosť, určite by som sa jej chopila.

Máte aj nejaký iný vedecký sen?

Kedysi som chcela objaviť liek proti rakovine alebo niečo podobné. Teraz sa môj vedecký sen „scvrkol“ na to, byť usilovným a najmä čestným vedcom. A tým aspoň trochu prispieť k stavbe „vedeckého domu“. Aj keď to bude len zrnko piesku.

Čítať neskôr
Pre uloženie článku sa prihláste alebo sa ZDARMA registrujte.
Čítať neskôr
Pre uloženie článku sa prihláste alebo sa ZDARMA registrujte.

Pozrieť diskusiu

Fungujeme vďaka finančnej podpore našich čitateľov a pravidelných podporovateľov. Ďakujeme.

Podporte nás aj vy, aby sme vám mohli priniesť ďalšie kvalitné články.

Podporiť pravidelnou sumou Podporiť jednorazovo