Sončnice se spoznajo na umetnost kolektivne samoorganizacije in jo prakticirajo. Organizirajo se lahko tako, da so vsi cvetovi obrnjeni proti soncu. Ta proces samoorganizacije lahko celo poveča donos sončničnega olja. Vendar je ta proces samoorganizacije v bistvu neobičajen v kraljestvu rastlin.

Nekatere sončnice se nagnejo na levo, njihove sosede pa na desno. Tako nastane cik-cak vzorec, ki ni videti zanimiv le naključnemu opazovalcu njive sončnic, ampak je vzbudil tudi zanimanje znanstvenikov.

Pojav so odkrili med terenskimi poskusi: raziskovalna skupina je posadila sončnice (Helianthus annuus) veliko gosteje, ko je običajno pri komercialnem gojenju teh gospodarskih rastlin. Namesto petih rastlin na kvadratni meter so število posejanih sončnic povečali na 10 in na 14 na enaki površini.

Gosta setev sončnic je kolektivno postala aktivna. Na zelo gosto posejanih poskusnih poljih so se nekatere rastline že v zelo zgodnji fazi začele naključno nagibati na eno stran. Nagnjenost stebel teh sončnic je povzročila reakcijo njihovih neposrednih sosed, te so se začele vrteti v nasprotno smer. To je trajalo, dokler se niso vse sončnic nagnile na eno stran. Ta položaj so sončnice nato obdržale v nadaljnjem poteku rasti in razvoja.

Da bi raziskovalci pojasnili ta mehanizem, so najprej ugotavljali, kaj je spodbudilo prve sončnice, da so sprožile val nagibanja. Rastline prepoznavajo signale iz svojega okolja in hkrati pošiljajo signale. Nekatere sončnice so zgodaj registrirale senco, ki jo je ustvarila gosta vegetacija. Za to so odgovorni proteini, ki zaznavajo svetlobo, tako imenovani fotoreceptorji. Komunikacijska senzorična mreža vodi do samoorganizacije nagibanja.

Če receptorji ne prejmejo dovolj sončne svetlobe, se rastline odzovejo na te svetlobne signale. Zato se je pri sončnicah v poskusu spremenil kot rasti stebla. Posledično so sence padle tudi na njihove sosede, kar jih je prisililo k aktiviranju. Na ta način se posamezne rastline med seboj 'dogovorijo', da individualno določijo optimalen kot stebla.

Nadaljnji poskusi so pokazali, da so fotoreceptorji (fitokromi) ključni v tem mehanizmu. Fitokromi merijo razmerje med svetlo in temno rdečo svetlobo in s tem nadzorujejo korake rasti in razvoja rastlin. Pri sončnicah so ugotovili, da na naklon stebla vpliva le razmerje komponent rdeče svetlobe, ne pa modre svetlobe, ki jo zaznavajo kriptokromi, ki so tudi fotoreceptorji.

Simulacije z uporabo celičnih avtomatov so dokazale, da je opazovana razporeditev sončnic na polju pravzaprav samoorganizacija – spontana tvorba strukture, ki nadgrajuje druga drugo. Raziskovalni skupini je uspelo računalniško modelirati vzorce rastlin, in tako predvideti strukturni red, kot so ga opazili na terenu.

Dejstvo, da pride do spontane samoorganizacije v naravi in rastlinah, ni nič novega. Pojav je znan že pri sončnicah. Sredice v njihovih socvetjih so vedno urejene po strogih matematičnih načelih. Pri rastlinskih populacijah so zaznali le primitiven način samosestavljanja, največkrat gre za pridobivanje razpoložljivih virov ali preprosto povedano, gre za preživetje.

Vendar je v poskusih opaženo 'vedenje' sončnic, ki temelji na senzoričnem signalu med rastlinami, je bolj podobno kompleksni komunikaciji živali, recimo socialnim žuželkam, katerih interakcija temelji predvsem na kemičnih komunikacijskih omrežjih.

Skriti talenti imajo vpliv in ta samoorganizacija je povečala produktivnost rastlinskega olja v strnjenih sestojih. - 19 % pri 10 rastlinah na kvadratni meter in celo 47 % pri 14 rastlinah na kvadratni meter. V kontrolni skupini so raziskovalci uporabili žične okvire, da so prisilili rastline k rasti naravnost navzgor. Rastline, ki so se lahko organizirale, niso samo tvorile večja, temveč tudi težja jedra kot kontrolne rastline.

Dognanja poskusov kažejo, da je zgodnje razvit vzorec nagiba vplival tudi na poznejše razvojne korake in na koncu na proizvedeno biomaso. V normalnih rastnih razmerah ta pojav morda ni pomemben, ker gostota ni tako velika. Vsemu navkljub pa je fascinanten vpogled v neslutene sposobnosti rastlin, ki bodo morda nekoč bolje raziskane.

Vir: L. Pereira, M. Et al., 2017