Στα ζώα και στον άνθρωπο ο πόνος είναι μια σύνθετη εμπειρία, τόσο σωματική όσο και ψυχική. Ο σωματικός πόνος προέρχεται από τραυματισμό ή ασθένεια και μπορεί να είναι οξύς (προσωρινός) ή χρόνιος (διαρκής) και οφείλεται στο νευρικό σύστημα, στον εγκέφαλο και στους υποδοχείς του πόνου, όπως οι αισθητηριακοί νευρώνες που ανιχνεύουν τον πόνο. Η θεραπεία των ανθρώπων και των ζώων γίνεται κυρίως με φάρμακα.
Τα φυτά που δεν διαθέτουν νεύρα και εγκέφαλο έχουν άλλους τρόπους να ανιχνεύουν και να αντιμετωπίζουν τις ασθένειες και τους τραυματισμούς. Έχουν αναπτύξει ακόμη πιο εξελιγμένους μηχανισμούς που τα επιτρέπουν να αντιδρούν σε τραυματισμούς, επιθέσεις ή άλλες απειλές. Το μεγαλείο των φυτών είναι ότι διαθέτουν στον κορμό τους ολόκληρο φαρμακείο που το χρησιμοποιούν εάν και όταν το χρειασθούν. Να μην ξεχνάμε ότι τα βότανα από φυτά προέρχονται.
Όταν ένα φυτό τραυματίζεται από έντομα, μύκητες ή μηχανικούς παράγοντες, ενεργοποιεί πολύπλοκους χημικούς και φυσιολογικούς μηχανισμούς άμυνας για να προστατευτεί. Ένας βασικός τρόπος με τον οποίο αντιδρά είναι η απελευθέρωση χημικών ουσιών, όπως τανίνες, φαινόλες και ειδικές πρωτεΐνες, που αποτρέπουν περαιτέρω βλάβες.
Οι τανίνες είναι πολυφαινολικές ενώσεις που καθιστούν τους φυτικούς ιστούς λιγότερο εύπεπτους για φυτοφάγα έντομα, καθώς δεσμεύουν πρωτεΐνες στο πεπτικό τους σύστημα, μειώνοντας την ανάπτυξή τους. Φύλλα όπως αυτά της βελανιδιάς και της καρυδιάς είναι πλούσια σε τανίνες, γεγονός που τα κάνει λιγότερο ελκυστικά για τα φυτοφάγα ζώα. Παράλληλα, οι φαινόλες, που διαθέτουν αντιοξειδωτικές και αντιμικροβιακές ιδιότητες, εμποδίζουν την ανάπτυξη παθογόνων μυκήτων και βακτηρίων στις πληγές του φυτού. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το σαλικυλικό οξύ (η ουσία από την οποία παράγεται η ασπιρίνη), μια φαινολική ένωση που βοηθά στην ενίσχυση της άμυνας των φυτών.
Εκτός από τις τανίνες και τις φαινόλες, τα φυτά παράγουν και πρωτεΐνες άμυνας, γνωστές ως PR-proteins (Pathogenesis-Related Proteins), που ενεργοποιούνται όταν το φυτό προσβάλλεται από παθογόνα. Ορισμένες από αυτές έχουν ένζυμα που αποικοδομούν τα κυτταρικά τοιχώματα των μυκήτων και των βακτηρίων, όπως οι γλυκονάσες και οι χιτινάσες (μηχανισμός ανάλογος με αυτόν των αντιβιωτικών). Ένα παράδειγμα τέτοιου μηχανισμού παρατηρείται στα φυτά ντομάτας, τα οποία αυξάνουν την παραγωγή αυτών των πρωτεϊνών όταν δέχονται επίθεση από μύκητες.
Παράλληλα, τα φυτά συνθέτουν μια σειρά από δευτερογενείς μεταβολίτες, τοξικές ενώσεις που αποτρέπουν την κατανάλωση ή τη μόλυνση από παθογόνους οργανισμούς. Μεταξύ αυτών είναι τα αλκαλοειδή, όπως η νικοτίνη και η καφεΐνη, που είναι ιδιαίτερα τοξικά για τα φυτοφάγα έντομα, τα τερπενοειδή, όπως οι ρητίνες και τα αιθέρια έλαια, που λειτουργούν ως φυσικά απωθητικά και τα φλαβονοειδή, που διαθέτουν ισχυρές αντιοξειδωτικές και αντιμικροβιακές ιδιότητες.
Επιπλέον, πολλά φυτά εκκρίνουν πτητικές οργανικές ενώσεις που λειτουργούν ως χημικά σήματα προς γειτονικά φυτά ή αρπακτικά έντομα. Όταν, για παράδειγμα, ένα φυτό καλαμποκιού δέχεται επίθεση από κάμπιες, εκκρίνει πτητικά τερπενοειδή που προσελκύουν σφήκες. Οι σφήκες αυτές παρασιτούν τις κάμπιες, συμβάλλοντας στην προστασία του φυτού από περαιτέρω καταστροφή.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η απόκριση σε ακτινοβολία. Τα φυτά έχουν αναπτύξει διάφορους μηχανισμούς για να προστατεύονται, κυρίως από την υπεριώδη (UV) και την ιονίζουσα ακτινοβολία, η οποία μπορεί να προκαλέσει βλάβες στο DNA, στις πρωτεΐνες και στις μεμβράνες των κυττάρων τους.
Ένας βασικός τρόπος προστασίας είναι η παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών, όπως τα φλαβονοειδή και οι ανθοκυανίνες, που λειτουργούν ως φυσικά φίλτρα υπεριώδους ακτινοβολίας. Αυτές οι ενώσεις απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία και μειώνουν τη ζημιά που μπορεί να προκαλέσει στα κύτταρα. Για παράδειγμα, πολλά φυτά που εκτίθενται σε έντονη ηλιακή ακτινοβολία παράγουν υψηλότερες ποσότητες αυτών των ενώσεων, δίνοντας στα φύλλα και στα άνθη τους χαρακτηριστικές χρωστικές αποχρώσεις.
Ένας άλλος σημαντικός μηχανισμός είναι η επιδιόρθωση του DNA μέσω ειδικών ενζύμων, όπως οι φωτολυάσες και οι DNA επιδιορθωτικές πολυμεράσες. Οι φωτολυάσες ενεργοποιούνται από το φως και αναιρούν βλάβες που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία, όπως οι θυμινικές διμερείς, που μπορούν να διαταράξουν τη διαδικασία αντιγραφής του DNA.
Τα φυτά επίσης διαθέτουν αντιοξειδωτικά συστήματα για την αντιμετώπιση του οξειδωτικού στρες που προκαλείται από την ακτινοβολία. Ουσίες όπως η βιταμίνη C, η βιταμίνη Ε, η υπεροξειδική δισμουτάση (SOD) και η καταλάση εξουδετερώνουν τις ελεύθερες ρίζες και τα αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS), που μπορούν να προκαλέσουν βλάβες στις κυτταρικές μεμβράνες και στα οργανίδια.
Θαυμαστή είναι και η αντιμετώπιση προσβολής εντόμων. Φυτά όπως η ντομάτα και το καλαμπόκι παράγουν πρωτεΐνες αναστολέων εντόμων όταν δέχονται επίθεση από φυτοφάγα έντομα. Οι πρωτεΐνες αυτές παρεμβαίνουν στο πεπτικό σύστημα των εντόμων, μειώνοντας την ικανότητά τους να αφομοιώσουν τις φυτικές πρωτεΐνες και αποτρέποντας περαιτέρω βλάβες.
Σε περίπτωση επιδημίας τα φυτά επικοινωνούν μεταξύ τους προειδοποιώντας τους γείτονές τους. Ορισμένα φυτά, όταν τραυματίζονται ή προσβάλλονται από παθογόνα, απελευθερώνουν πτητικές ενώσεις, όπως το αιθυλένιο, οι οποίες λειτουργούν ως προειδοποιητικά σήματα για τα άλλα φυτά. Αυτή η χημική επικοινωνία ενεργοποιεί προληπτικά αμυντικές αντιδράσεις στους γειτονικούς οργανισμούς, καθιστώντας τους πιο έτοιμους και φυσικά ανθεκτικούς στις επιθέσεις.
Παράλληλα, ορισμένα φυτά χρησιμοποιούν κινητικές αντιδράσεις για να προστατευθούν. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η μιμόζα (Mimosa pudica), ένα φυτό που έχει την ικανότητα να μαζεύει τα φύλλα του όταν αγγίζεται. Αυτή η κίνηση, που προκαλείται από ταχεία απώλεια νερού στα κύτταρα του φυτού, λειτουργεί ως αμυντικός μηχανισμός, αποτρέποντας την κατανάλωσή του από φυτοφάγα έντομα ή ζώα που θα μπορούσαν να το βλάψουν.
Τελειώνοντας θα πω για ακόμη μια φορά. Τα φυτά και τα οικοσυστήματα που δημιουργούν δεν είναι τεχνικά έργα για να τα μεταχειριζόμαστε ως άψυχα όντα. Κάθε παρέμβαση θα πρέπει να διακρίνεται πρώτα από όλα επιστημονική γνώση και έπειτα από ευαισθησία.
Παύλος Κωνσταντινίδης
