הציווי הנוצרי הידוע "אהב את שכנך", מתקבל בעולם החי והצומח
בהסתייגות מה: אהב את שכנך – אבל מרחוק. הצורך להישרד מכתיב לכל
בעל-חיים וצמח מרחב מינימלי הנחוץ לו למחייתו, ושעליו הוא מגן מפני
חדירתם של בני מינו. בדרך כלל, נהוג לחשוב שהמאבק מתנהל בעת שקיים
איום מיידי על הטריטוריה . אבל האמת היא שצמחים מכלכלים את מעשיהם
לא רק לפי איומים עכשוויים, אלא גם לפי זיהוי וניבוי של איומים עתידיים.
זיהוי הסכנה העתידית מבוסס על העיקרון של "זה הקטן גדול יהיה".
כך, למשל, צמחים צעירים המצויים בתקופת הגידול והעיצוב העצמי שלהם,
בוחרים את מסלול צמיחתם בהתאם לצלם של צמחים סמוכים קיימים, וגם
בהתחשב בצל שעתידים להטיל על סביבתם צמחים קטנים, ואפילו נבטים,
שבהווה השפעתם על סביבתם אינה ניכרת כמעט.
מתברר שכל צמח מקבל כמה החלטות עיצוביות בתהליך צמיחתו. הוא יכול
לעצב את עצמו כך שיהיה נמוך ושרוע על סביבתו, והוא יכול "להחליט"
מוטב לצמוח לגובה, או לכיוון אחר כולשהו. החלטות עיצוביות נוספות
קובעות את מידת הסיעוף של הצמח לענפים, את מקום הסיעוף וכן את גודל
העלים, צורתם וזוויתם".
השאלה היא כיצד מקבל הצמח את ההחלטות העיצוביות האלה, וכיצד
הוא מוציא אותן לפועל. למשל, בהינתן לו מספיק משאבי מזון ומים, כיצד
הוא מחליט אם לצמוח לגובה, לכיוון אחר, או להשתרע על הקרקע? התשובות
על השאלות האלה עדיין לא ידועות, אבל נראה שהמנגנון
האחראי לתופעות האלה מבוסס על הורמונים צמחיים (ידוע, למשל, שריסוס
צמחים בהורמון הצמחי גיברלין גורם לצמח נמוך לצמוח לגובה), אבל
זהותם המדויקת של ההורמונים האלה, ומסלול ההשפעה שלהם על הצמח,
עדיין אינו ידוע.
המחקרים שבוחנים את דרכי "קבלת ההחלטות" ו"ראיית העתיד" של
הצמחים הם, איפוא, בעיקרם, מחקרים תצפיתיים. משנים באופן מבוקר את
תנאי הסביבה של הצמח, ובוחנים את תגובתו לשינויים הסביבתיים האלה.
ההנחה המונחת בבסיס התצפיות האלה, היא, שתגובת הצמח מתאימה את עצמה
לסביבה כך, שהצמח יגיע באמצעותה להצלחה מרבית, בהתחשב בתנאים
הסביבתיים . הנחה דרוויניסטית קלאסית.
מבחינתו של הצמח, היחס בין הדרך המוצלחת ביותר שהוא יכול לבחור
לעיצוב גופו, לבין התנאים בסביבתו, פשוט למדי . הצמח זקוק לאור
(הנחוץ לו לצורך ביצוע הפוטוסינתזה שבאמצעותה הוא מפיק את מזונו),
ולשם כך עליו להימנע מלהימצא בצלם של צמחים אחרים. כך, בדרך כלל,
צמח הגדל בשכנותם של צמחים אחרים, "מחליט" לצמוח לגובה (או לכיוון
אחר כלשהו), עד שהוא מגיע אל מחוץ לתחום הצל של שכניו. רק כשהוא
מגיע לאזור חופשי (יחסית) מהשפעה זרה, הוא מתחיל להסתעף לענפים.
במצבים קיצוניים, שבהם השכנים המתחרים גבוהים וסבוכים, עשוי הצמח
לבחור באסטרטגיה של הימנעות מהסתעפות, ושליחת ענף אחד ארוך
למעלה והלאה, אל האור שמעל לצמרות המתחרים. לעומתו, צמח הגדל
בסביבה דלת צמחייה, עשוי להחליט לצמוח ולעצב את עצמו בגובה נמוך, או
אפילו שרוע על הקרקע . כך הוא יכול לכלכל יותר עלים, שיפיקו באמצעות
הפוטוסינתזה יותר מזון, ויותר זרעים.
הצמח חש את נוכחותם של שכניו, המאיימים עליו בצלם, באמצעות
מנגנון ידוע, המבוסס על חומר הקרוי פיטוכרום. חומר זה מורכב
ממולקולה חלבונית, שאליה צמודה קבוצה בולעת אור. כלומר, היא בעלת
צבע ידוע, ומתפקדת כפיגמנט. למעשה, הפיטוכרום מתאפיין בשני מופעים
אפשריים. המופע הראשון בולע בעיקר אור אדום באורך גל של 6,800
אנגסטרום (אורך הגל של הצבע האדום). המופע השני בולע בעיקר אור
באורך גל של 7,300 אנגסטרום, שהוא אורך גל שבין אדום לאינפרא-אדום,
ולכן הוא מכונה "אדום רחוק". אור זה נראה רק בקושי לעין האדם.
אחת מתכונותיו הבולטות של הפיטוכרום, מתבטאת במעבר שהוא מבצע
בין שני המופעים האפשריים שלו. כאשר פיטוכרום המצוי במופע האדום
קולט אור, הוא הופך מיד לפיטוכרום של אדום-רחוק . ולהיפך: כאשר
פיטוכרום של אור אדום-רחוק קולט אור, הוא הופך מיד לפיטוכרום
במופע האדום הרגיל.
כאמור, לפיטוכרום יש תפקיד חשוב (אם כי לא מובן כל צורכו),
במנגנון קבלת ההחלטות הקשורות לצמיחת הצמח וליחס שבינה לבין האור.
ידוע, למשל, שזרעים שהפיטוכרום שבהם מצוי במופעו האדום (שברגע
שיקלוט אור יהפוך לאדום-רחוק), מתאפיינים בעיכוב של תהליך הנביטה.
לעומתם, זרעים שהפיטוכרום שבהם מצוי במופעו האדום-הרחוק (שברגע
שיקלוט אור יהפוך לאדום), מצטיינים בנביטה מהירה. השפעה זו של
הפיטוכרום על התארכות הצמח מתבטאת גם בצמחים מטפסים ובצמחים נוספים.
ואכן, ידוע שאפשר לעודד התארכות של צמחים באמצעות הארה באור
אדום-רחוק, ולדכא את נטיות ההתארכות שלהם, באמצעות הארה באור אדום.
מכאן, שהפיטוכרום, על שני מופעיו, הוא מעין איבר חישה
הבוחן ללא הרף את היחס שבין האור האדום לאור האדום-הרחוק שבסביבה.
ולפי היחס הזה, "מחליט" הצמח לעצב את עצמו בצורות השונות האפשריות.
היחס שבין האור האדום לאור האדום-הרחוק, מלמד, בין היתר, על מציאותם
של עלים ירוקים (קרי: צמחים מתחרים) בסביבתו של הצמח. זאת, מכיוון
שהעלים הירוקים בולעים בעיקר אור כחול, ואור כתום-אדום, ובכך הם
משנים את היחס הטבעי שבין החלקים היחסיים של האור האדום
והאדום-הרחוק באור השמש המצוי בסביבת הצמח.
למשל, כאשר האור המגיע אל הצמח עובר בדרכו דרך סביבה עשירה
בעלים ירוקים, העלים הירוקים האלה בולעים חלק ניכר מגלי האור
האדומים שבו. כתוצאה מכך, חלקו היחסי של האור האדום-הרחוק, בהשוואה
לאור האדום שנותר באור הכללי, עולה. כלומר, בצמח המוצל, יותר
מולקולות של פיטוכרום המצויות במופע של האדום-הרחוק, יקלטו אור
ויעברו למופע האדום, מה שיגרום ליותר צמיחה לגובה.
עד כאן, הדרך שבה הצמח מגיב לנוכחותם של שכנים בעלי פוטנציאל
איום עכשווי על קיומו. אלא שמתברר שצמחים מקבלים החלטות ומגיבים
בשינוי הדרך שבה הם מעצבים את עצמם, גם בהתאם לנוכחותם של מתחרים ש
אינם מאיימים עליו בהווה, אך צפוי שיהוו איום בעתיד. במלים אחרות, לפי
הדרכים שבהן צמחים גדלים ומעצבים את צורתם העצמית, נראה שהם אינם
מכינים את עצמם רק לחיים בסביבתם העכשווית המוכרת. נראה שבדרך כולשהי,
הם מתחשבים גם בצללים העתידים לשלוט בסביבתם עם גידולם של צמחים
שבהווה אינם אלא נבטים צעירים.
כדי לוודא שהגורם שבאמצעותו פועלת ראיית העתיד של הצמחים
הוא, אכן, היחס שבין האור האדום לאור האדום-הרחוק באור המצוי
בסביבה, (ולא, למשל, עוצמתו המוחלטת של האור, או גורמים ביולוגיים
אחרים), ביקשו כמה מדענים מהאוניברסיטה העברית בירושלים, לבטל
לחלוטין את כל ההשפעות האחרות הקיימות בסביבה הצמחית הטבעית.
לשם כך פיתחו, בשיתוף עם מפעל הפלסטיק של קיבוץ גניגר, יריעת פלסטיק
צבעונית הבולעת אור באורכי גל קרובים מאוד לאלה הנבלעים בעלים ירוקים.
בניסויים שונים, נמצא שצמחים שגודלו מתחת ליריעות הפלסטיק הירוקות
האלה, הגיבו בדרך דומה לדרך שבה צמחים מגיבים על נוכחותם של צמחים
שכנים, מתחרים.
לעומת זאת, צמחים שגודלו בתנאי הצללה שווה של האור, בכל אורכי
הגל, וגם בהצללה באמצעות קש (שצבעו חום-צהבהב), לא שינו את
אסטרטגיית העיצוב העצמי שלהם. החוקרים מניחים שהסיבה להבדל הזה
נובעת מכך שצל כללי (למשל, צל של בניין) או אור שעובר דרך שכבת קש,
או צמחים יבשים, אינו מבשר לצמח סכנה עתידית (שהרי קש אינו
עתיד לצמוח, וכך גם בניין), ולכן, הוא אינו מהווה גורם לצמיחה
מוגברת.
ביריעת פלסטיק אחרת, שבה שולבו חומרי צבע שונים, המתמירים חלק ניכר
מהאור הירוק והכחול שבקרינת השמש הטבעית, לאור אדום. הגדלת חלקו
היחסי של האור האדום (בהשוואה לחלקו של האור האדום-הרחוק) אכן
הגדילה את היבולים במלפפונים, ורדים, וצמחים נוספים. כלומר, האור
האדום "רימה" את הצמחים, גרם להם להתעלם מנוכחות שכניהם, מנע את
צמיחתם לגובה ועודד הסתעפות, ובכך הפנה חלק גדול יותר של אנרגיית
הצמח, להפקת פרחים ופירות.
אבל כיצד הצמח חש את שכניו הקטנים? (מה שמאפשר לו לעצב את עצמו
לפי צורת הצל העתידי שלהם) . מתברר שרגישותו של הצמח לשינויים ביחס שבין
האור האדום לאור האדום-הרחוק, אינה שווה לאורך כל היום. בשעות הבוקר
המוקדמות – ובשעות שלפי שקיעת השמש – רגישותו של המנגנון הזה בשיאה.
בשעות אלה, שבהן השמש נמוכה, האור המגיע אל הצמח עובר גם דרך צמחים
נמוכים ורחוקים יחסית.
הסבר זה מעלה שאלה נוספת: כיצד מגיב הצמח לנוכחותם של שכנים
קטנים המצויים מצפון לו (בכיוון שמנו השמש אינה מאירה), או מדרום לו
(בכיוון שממנו השמש מאירה רק כשהיא נמצאת בזווית גבוהה). מתברר
שהצמחים אכן פחות רגישים לנוכחותם של מתחרים צפוניים ודרומיים.
הסכנה העיקרית הנתפסת על-ידם היא הסכנה הנשקפת להם משכניהם
המערביים והמזרחיים.
אבל, אומרים החוקרים, גם תפיסת הסכנה העתידית הזאת, הנראית
שגויה כביכול, יש לה על מה להסתמך. הצמחים השכנים הצפוניים הם באמת
פחות מסוכנים: מכיוון שהשמש לעולם לא מאירה מצפון, הם עתידים להצל
פחות על מי שניצב מדרום להם. גם הצמחים הדרומיים עתידים להצל פחות
על מי שניצב מצפון להם, מכיוון שכידוע, בשעות הצהרים שבהן השמש
מאירה מדרום, הצללים קצרים.
