נספח לפרק נ' - התודעה של הצמחים

חידת התודעה של הצמחים
גוסטב תיאודור פכנר היה האיש שקידם לראשונה את הרעיון השנוי במחלוקת שלצמחים יש "תודעה".
מאז ימי אפלטון ואריסטו אנשים ראו בצמחים צורת חיים נמוכה. אפלטון תיאר את הצמחים כיצורים חסרי נשמה תבונית, ללא יכולת לחשוב או לחוש, ואריסטו טען כי לצמחים יש "נשמה צמחית" המאפשרת פונקציות פשוטות בלבד – גדילה ורבייה, ללא תחושות או תודעה.

פכנר, מדען, פילוסוף ופסיכולוג גרמני שכיהן כפרופ' לפיזיקה באוניברסיטת לייפציג, הושפע מספרו של חוקר הטבע לורנץ אוקן (Lorenz Oken) "מתווה של פילוסופיה טבעית"‏. אוקן לא עסק ספציפית בצמחים, אלא בטבע כולו. הוא טען כי היקום הוא ישות חיה שחלקיה קשורים זה בזה ויוצרים שלם אורגני. לפי השקפתו, כל דבר בטבע, מהקטן ביותר ועד לגדול ביותר, הוא חלק ממערכת חיה ומודעת.

לאחר הקריאה בספרו של אוקן החל פכנר לשלב בין ניסויים מדעיים מדויקים ובין רעיונות פילוסופיים ורוחניים, ובשנות ה-40 של המאה ה-19 הגיע ל"פריצת דרך". פכנר היה ידוע כחוקר שסבל מעיוורון זמני עקב ניסוי שערך על השמש. הוא איבד את הראייה ונאלץ להתנהל כאדם עיוור, כאשר אשתו מנחה אותו ביום-יום. בסופו של דבר, לאחר תקופת החלמה ארוכה שנמשכה כארבע שנים, הוא הצליח לשקם את ראייתו. ברגע שהצליח בפעם הראשונה להביט בגינת ביתו הוא חווה ותיאר רגע של התגלות שבו הצמחים והטבע הפכו לחיים ומוארים עבורו.

החוויה חיזקה את אמונתו באפשרות שלצמחים יש תודעה, ובעקבות סדרה של ניסויים בוטניים שערכו חוקרים מובילים בתקופתו, ותצפיות מדעיות שהוא עצמו ערך, פרסם ב-1848 את ספרו "ננה: על חיי הנפש של הצמחים" (Nanna or about the Soul life of plants), בו טען כי לצמחים יש תודעה ורגשות.

כדי להמחיש זאת עשה פכנר אנלוגיות בין צמחים לבעלי חיים. הוא השווה, למשל, בין סיבי הצמחים לבין מערכת העצבים של בעלי חיים, וטען כי היעדר מערכת עצבים דומה לזו של בעלי חיים לא אומר שאין לצמחים תודעה, אלא שהתודעה שלהם מבוטאת בצורה שונה. את הסיבים והחוטים בצמחים הוא תיאר כמערכת המקבילה למערכת העצב בבעלי חיים, וטען שהם מאפשרים לצמחים לחוש ולתקשר עם סביבתם.

פכנר ספג ביקורות רבות על התזה שלו. רבים ממדעני התקופה טענו שרעיונותיו חסרים בסיס ניסויי מוצק, ומבוססים בעיקר על ספקולציות פילוסופיות ולא על ראיות אמפיריות. מדענים בתחום הפיזיולוגיה של הצמחים גם דחו את האנלוגיות שביצע בין סיבי הצמחים למערכת העצבים של בעלי חיים, ומבחינה פילוסופית הרעיונות שלו נראו מעורפלים ולא קוהרנטיים, והביקורת הייתה שאין בהם מספיק דיוק והגדרה ברורה של המונחים.

רעיונותיו גם נתפסו כדבר היכול לסתור את התפיסה הדתית המסורתית לגבי התודעה, הנפש והרוח. במסורת הדתית היהודית-נוצרית, הנפש והרוח הן תכונות המיוחדות לבני אדם בלבד, שנבראו בצלם אלוהים. נפש האדם נתפסת כמקור המודעות, הרגשות והאינטלקט, והיא מה שמייחד את האדם משאר היצורים החיים.

עם זאת, פכנר לא טען שלצמחים יש תודעה זהה לזו של בני אדם, אלא שהם בעלי סוג של תודעה או נפש פשוטה יותר, השונה במורכבותה ובאופייה מזו של בני אדם ובעלי חיים. הוא ראה בתודעת הצמחים משהו בסיסי יותר, המתבטא ביכולתם לחוש ולהגיב לסביבתם. הוא חזה כי רעיונותיו יתקבלו בעתיד, וכי החשיבה המדעית והטענות המטפיזיות יכולות לדור בכפיפה אחת.

איך מרדימים את התודעה

שנתיים לפני שפכנר פרסם את ספרו, החל מחקר על חומרי הרדמה בבני אדם לצרכי ניתוח‏. באוקטובר 1846, רופא אמריקני בשם ויליאם מורטון ערך את ההדגמה הפומבית הראשונה של שימוש באֶתֶר (ether) לצורך הרדמת בני אדם לפני ניתוח. ההדגמה נערכה בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס בבוסטון, בניתוח להסרת גידול מהצוואר. היה זה רגע מכונן בתולדות הרפואה, עו א הרדמה מלאה, מה שגרם לחולים לסבל רב. גילוי חומרי הרדמה וההבנה כיצד הם משפיעים על התודעה האנושית עוררו את סקרנותם של חוקרים לגבי השפעתם על יצורים חיים אחרים, כולל צמחים. בשנות ה-50 של המאה ה-19, רופא צרפתי בעל שם, קלוד ברנאר, דיווח על סדרת ניסויים בצמח המימוזה הביישנית (Mimosa pudica), המכונה "אל תיגע בי" עקב רגישותו למגע: אם נוגעים באחד מעליו הוא נסגר מיד ונפתח רק לאחר כחצי שעה. ברנאר השתמש בצמח כיוון שתגובתו הזכירה במובנים מסוימים תגובות של בעלי חיים לגירויים חיצוניים.

ברנאר הראה בניסוייו כיצד חומרי הרדמה כמו אתר וכלורופורם מרדימים את עלי המימוזה הביישנית, כלומר מונעים מהם להיסגר בתגובה למגע, מה שמצביע על כך שיש להם מנגנונים ביולוגיים היכולים להיות רגישים לחומרים כימיים המשפיעים על תודעה או על תחושה.

בתחילת המאה ה-20 חוקרים החלו לקבל את ההנחה שחומרי הרדמה פועלים באמצעות השפעה על תאי העצב שלנו, הנוירונים. אם כך, כיצד הם פועלים על צמחים? הרי לצמחים אין נוירונים, ובכל זאת חומרי ההרדמה עצרו את פעילותם.

אף על פי שהניסויים של ברנאר רמזו כי בצמחים יש מנגנונים אחרים הרגישים לחומרי הרדמה, המדענים של אותה תקופה לא היו מוכנים להרחיב את ההבנה שלהם מעבר למודלים עצביים. לקהילה המדעית היה קשה לעכל את הניסויים שלו על אִלחוש צמחים, ולכן למרות המוניטין שהיה לו, נטו "לשכוח" אותם‏.

רק כמאה שנה מאוחר יותר, ב-2017, צוות חוקרים אירופי חזר על הניסויים של ברנאר והרחיב אותם לצמחים נוספים: צמח טורף בשם דיונאה, וזרעים של תורדנית לבנה המתאפיינים בזמני נביטה וצמיחה מהירים‏. כמו בניסויים של ברנאר, גם הפעם חומרי ההרדמה גרמו לצמחים להירדם: עלי הצמח הטורף לא התקפלו והזרעים של התורדנית הלבנה הפסיקו את תהליך הנביטה. לאחר שהשפעת חומרי ההרדמה התפוגגה, עלי הצמחים חזרו להתקפל והזרעים המשיכו בתהליך הנביטה.

עם זאת, אותה שאלה נותרה ללא תשובה: כיצד חומרי ההרדמה מרדימים צמחים, אם אין להם מערכת עצבים ונוירונים כמו לבני אדם? מחקרים נוספים באוניברסיטת יורק בקנדה ניסו לענות על כך: בעזרת ציוד מדידה ייחודי הם מדדו את הפעילות החשמלית בגבעולי הצמחים. כך מצאו שכאשר נוגעים בעלה של מימוזה ביישנית, נוצרים מתחים חשמליים לאורך הגבעול שלה. המתחים יוצרים פעילות חשמלית בצמח שמובילה לפעולת הקיפול של העלים שלו. מתחים חשמליים דומים נוצרים גם בגוף האדם, בנוירונים הפרושים בגוף, וגם בגופם של בעלי חיים. הם קיבלו את הכינוי "פוטנציאל פעולה" (Action Potential)‏.

למרות זאת, קיים הבדל חשוב בין בני אדם וחיות, לבין צמחים. בעוד שבגוף האדם ובבעלי חיים, המתחים החשמליים נוצרים בנוירונים ומאפשרים את העברת האותות העצביים בין תאים, בצמחים המתחים נוצרים לאורך הגבעולים והעלים, למרות היעדר נוירונים. מנגנון יצירת המתחים החשמליים דומה, אך מתבצע בתאים מסוגים שונים.
פרופ' אנדרו אקפורד שהוביל את המחקר, הסביר זאת: "מתחוללת כאן תגובת שרשרת: תא אחד משחרר יונים, התא הבא 'פותח' את הערוצים שלו וקולט את היונים, וגם הוא בהמשך משחרר יונים וכך הלאה. זה יוצר העברה מהירה מאוד של 'פוטנציאל הפעולה'. קיימים הבדלים פיזיקליים בין שתי המערכות, זו שבנוירונים וזו שבצמחים, אבל העיקרון הפיזיקלי דומה".

היום חוקרים מתחומים שונים טוענים שכל סוגי הצמחים משתמשים במנגנונים חשמליים לתקשורת פנימית בין תאים, כפי שאקפורד מצא במחקרו, דבר המקביל למערכת העצבים בבני אדם ובבעלי חיים‏.
מסקנה שדחפה את צוות החוקרים האירופי (ששחזר את הניסויים של ברנאר והרחיב אותם) לעשות צעד נועז קדימה ולהציע טענה מהפכנית: במאמר שפרסמו כמה מהחוקרים הם הציעו כי תהליך כיבוי המודעות בבני אדם שנגרם על ידי חומרי הרדמה עשוי להתרחש גם בצמחים. כלומר, ייתכן שגם לצמחים יש מודעות עצמית, לפחות ברמה מסוימת‏.

באפריל השנה, צמד חוקרים מאוניברסיטת קורנל שבארה"ב גם בדק את האפשרות שתגובתם של צמחים לאיומים מעידה על התנהגות אינטליגנטית ברמה מסוימת. הנחת המוצא הייתה שאם אינטליגנציה אנושית מתבססת על פעילות במוח, הכוללת חשיבה מודעת, פתרון בעיות, למידה וזיכרון, מכיוון שלצמחים אין מוח או מערכת עצבים מרכזית, האינטליגנציה שלהם, אם קיימת, מתבטאת בדרכים אחרות‏.

לשם כך הם נעזרו במחקרים קודמים שבחנו תגובות של צמחים שונים למגוון איומים, כמו התקפת חרקים. דוגמה אחת לכך היא תגובת פרח דמוי עשב המכונה גולדרוד (Goldenrod) כאשר זחל של חיפושית מטפס עליו ומתחיל לאכול את עליו. מתברר שכאשר עלי הגולדרוד מותקפים, הם משחררים לאוויר חומרים כימיים, והחומרים הכימיים משמשים כאות אזהרה לצמחים השכנים. "קרובי משפחה" סמוכים של הצמח המותקף קולטים את החומרים הכימיים שמשתחררים לאוויר, מפענחים את המסר הכימי הנישא בחומרים האלו, ומתחילים להתגונן מבעוד מועד באמצעות ייצור חומרים כימיים שמרחיקים מתקפה פוטנציאלית דומה.

המחברים מאוניברסיטת קורנל טוענים שהתגובות האלו מלמדות כי לצמחים יש מנגנונים מורכבים של תקשורת והתראה, ובמקרים מסוימים גם שקלול מידע קודם בנושא, כלומר יישום של זיכרון, המאפשרים להם להגיב לאיומים בצורה מתוחכמת. לטענתם, תגובות אלו עשויות להיחשב כהתנהגות אינטליגנטית כללית, אפילו אם היא שונה מהאינטליגנציה האנושית.

עם זאת החוקרים מבהירים שלצורך קידום המחקר בתחום, עדיין נדרשת הגדרה רחבה יותר של המונח אינטליגנציה, שכן היום הוא מושפע יתר על המידה מנקודת המבט האנושית ששמה את הנוירונים ואת המוח במרכז.

בסיכומו של דבר כל זה מחזיר לחזית הבמה את התיאוריה של פכנר, שטען כי לצמחים יש סוג של תודעה. עם זאת, לפני שאפשר יהיה להכריע לגבי השאלה הזו, יש לענות תחילה על השאלה הקשה, שעדיין אין לה תשובה – מהי תודעה ומה מבדיל בין תודעה של בני אדם לתודעה של חיות ולתודעה של צמחים?

{הרחבה של נושא זה נמצא בפרק נ' - 'מודל ההתלכדות' בו ישנו פירוט מדעי רב על האינטילגנציה של עולם הצומח}