Таємне життя рослин

Таємне життя рослин

Всі ми занадто шовіністи. Вважаючи себе вершиною еволюції, ми розподіляємо все живе в ієрархію за ступенем близькості до себе. Рослини так на нас не схожі, що здаються істотами ніби не зовсім і живими. Біблійному Ною не видавалось жодних інструкцій щодо їх порятунку на борту ковчега. Сучасні вегани не вважають негожим позбавляти їх життя, а борці з експлуатацією тварин не цікавляться «правами рослин». Дійсно, вони не мають нервової системи, очей і вух, вони не можуть вдарити або втекти. Все це робить рослини іншими, — але ніяк не неповноцінними. Вони не ведуть пасивне існування «овочу», а відчувають навколишній світ і реагують на те, що відбувається навколо. Говорячи словами професора Джека Шульца, «рослини — це просто дуже повільні тварини».

Вони чують

«Таємне життя рослин» стало здобутком громадськості багато в чому завдяки книзі Пітера Томпкінса, що вийшла на початку 1970-х, на піку популярності руху «Нью-Ейдж». На жаль, вона виявилась не позбавленою безлічі характерних для того часу помилок і породила багато міфів, найвідомішим з яких стала «любов» рослин до класичної музики і презирство до сучасної. «Гарбузи, змушені слухати рок, відхилялись від динаміків і навіть намагались видертись по слизькій скляній стіні камери», — описував Томпкінс експерименти, поставлені Дороті Реталлак.

Треба сказати, що місіс Реталлак була не вченою, а співачкою (меццо-сопрано). Її досліди, відтворені ботаніками-професіоналами, не показали ніякої особливої реакції рослин на музику будь-яких стилів. Але це ще не означає, що вони зовсім нічого не чують. Експерименти раз по раз демонструють, що рослини можуть сприймати акустичні хвилі і реагувати на них — наприклад, коріння молодої кукурудзи росте в напрямку джерела коливань частотою 200-300 Гц (приблизно від соль малої октави до ре першої). Чому, поки невідомо.

Взагалі, важко сказати, навіщо рослинам потрібен «слух», хоча в багатьох випадках здатність реагувати на звуки може бути дуже корисною. Хейді Аппель і Рекс Кокрофт показали, що арабідопсис Таля чудово «чує» вібрації, які створює тля, що пожирає його листя. Цей малопримітний родич капусти легко відрізняє такі звуки від звичайних шумів на кшталт вітру, шлюбної пісні коника або вібрацій, викликаних невинною мухою, що сіла на лист.

Вони кричать

В основі цієї чутливості лежить робота механорецепторів, присутніх в клітинах всіх частин рослин. На відміну від вух, вони не локалізовані, а розподілені по організму, як наші тактильні рецептори, — тому і зрозуміти їх роль вдалось далеко не одразу. Помітивши напад, арабідопсис реагує на нього, змінюючи активність безлічі генів, готуючись до загоєння пошкоджень і виділяючи глюкозинолати, природні інсектициди. Можливо, за характером коливань рослини навіть розрізняють комах: різні види попелиць чи гусениць викликають абсолютно різну відповідь з боку генома.

Інші рослини при атаці виділяють солодкий нектар, який приваблює хижих комах, таких як оси — найлютіші вороги попелиць. І всі вони обов'язково попереджають сусідів: ще в 1983 році Джек Шульц і Йен Болдвін показали, що здорове листя клена реагує на присутність пошкодженого, вмикаючи механізми захисту. Відбуваються їх комунікації «хімічною мовою» летючих речовин.

Вони спілкуються

Ця люб'язність не обмежується родичами, і навіть віддалені види здатні «розуміти» сигнали небезпеки один одного: дати відсіч непроханим гостям легше разом. Скажімо, експериментально показано, що тютюн розвиває захисну реакцію при пошкодженні полину, який росте поруч. Рослини немов кричать від болю, попереджаючи сусідів, і, щоб почути цей крик, треба лише гарненько «принюхатись». Правда, чи можна вважати це умисною комунікацією, ще неясно. Можливо, таким способом рослина сама передає летючий сигнал від одних своїх частин іншим, а сусіди лише зчитують його хімічне «відлуння». Справжню комунікацію їм забезпечує... «грибний інтернет».

Кореневі системи вищих рослин утворюють тісні симбіотичні асоціації з міцеліями ґрунтових грибів. Вони постійно обмінюються органікою і мінеральними солями. Але потік речовин — не єдине, що рухається по цій мережі. Рослини, чия мікориза ізольована від сусідів, повільніше розвиваються і гірше переносять випробування. Це дозволяє припустити, що мікориза служить і для передачі хімічних сигналів — за посередництва, а можливо, навіть і за «цензури» з боку грибних симбіонтів. Цю систему порівнюють з соціальною мережею і нерідко називають просто Wood Wide Web — «Вселісна павутина».

Вони рухаються

Всі ці «відчуття» і «комунікації» допомагають рослинам знаходити воду, поживні речовини і світло, захищатись від паразитів і травоїдних, атакувати самим. Вони дозволяють перебудовувати метаболізм, рости і переорієнтовувати положення листя — рухатись. Поведінка венериної мухоловки може здатись чимось неймовірним: мало того, що ця рослина їсть тварин, вона ще й полює на них. Але комахоїдна хижачка не виняток серед іншої флори. Прискоривши відеозапис тижня з життя соняшника, ми побачимо, як він повертається за сонцем і як «засинає» ночами, закриваючи листя і квітки. У прискореній зйомці зростаючий кінчик кореня виглядає абсолютно як черв'як або гусінь, що повзе до мети.

М'язів у рослин немає, і рух забезпечується ростом клітин і тургорним тиском, «щільністю» їх наповнення водою. Клітини діють як складно скоординована гідравлічна система. Задовго до відеозаписів і техніки таймлапс на це звернув увагу Дарвін, який дослідив повільні, але явні реакції зростаючого корінця на навколишнє оточення. Його книга «Рух рослин» завершується знаменитим: «Навряд чи буде перебільшенням сказати, що кінчик корінця, наділений здатністю направляти рухи сусідніх частин, діє подібно до мозку однієї з нижчих тварин... який сприймає враження від органів чуттів і задає напрямок різних рухів».

Деякі вчені сприйняли слова Дарвіна як чергове прозріння. Біолог з Флорентійського університету Стефано Манкузо звернув увагу на особливу групу клітин на зростаючих кінчиках стебла і коренів, яка знаходиться на межі між клітинами апікальної меристеми, в яких відбувається ділення, та клітинами зони розтягування, що продовжують ріст. Ще в кінці 1990-х Манкузо виявив, що активність цієї «перехідної зони» направляє збільшення клітин зони розтягування, а тим самим — рух всього кореня. Відбувається це за рахунок перерозподілу ауксинів, які служать основними гормонами росту рослин.

Вони думають?

Як і в багатьох інших тканинах, в самих клітинах перехідної зони вчені відзначають вельми знайомі зміни поляризації мембрани. Заряди всередині і зовні них коливаються, подібно до потенціалів на мембранах нейронів. Зрозуміло, продуктивності справжнього мозку такій маленькій групі ніколи не досягти: в кожній перехідній зоні не більше декількох сотень клітин. Але навіть у невеликої трав'янистої рослини коренева система може включати мільйони таких зростаючих кінчиків. В сумі вони дають вже цілком істотну кількість «нейронів». Структура цієї мислячої мережі нагадує децентралізовану, розподілену мережу інтернету, а її складність цілком порівнювана зі справжнім мозком якогось ссавця.

Важко сказати, наскільки цей «мозок» здатний мислити, однак ізраїльський ботанік Алекс Касельнік і його колеги виявили, що в багатьох випадках рослини дійсно поводяться майже як ми. Звичайний посівний горох вчені поставили в умови, за яких він міг нарощувати коріння в горщик зі стабільним вмістом поживних речовин або в сусідній, де він постійно змінювався. Виявилось, що якщо в першому горщику їжі достатньо, горох віддасть перевагу йому, але якщо її замало, то почне «ризикувати», і більше коренів виросте в другому горщику.

Не всі спеціалісти виявились готовими прийняти думку про можливість мислення у рослин. Ймовірно, більше інших вона вразила самого Стефано Манкузо: сьогодні вчений є засновником і головою унікальної «Міжнародної лабораторії нейробіології рослин» і закликає зайнятись розробкою «рослиноподібних» роботів. У цьому заклику є своя логіка. Адже якщо завданням такого робота буде не робота на космічній станції, а дослідження водного режиму або моніторинг середовища, то чи не варто орієнтуватись на рослини, які так чудово до цього пристосовані? А коли прийде час зайнятись тераформуванням Марса, то хто краще за рослин «підкаже», як повернути життя пустелі? Лишилось дізнатись, що думають про освоєння космосу самі рослини.

 

 

Коментарі

Ввійдіть або зареєструйтесь, щоб залишати коментарі.
Читайте також
Токсичність діоксинів

Ми вже говорили про джерела діоксинів, їх властивості та поширення, тепер час розповісти про токсичність діоксинів. Варто зазначити, що не всі діоксини є надзвичайно токсичними, але всі вони є, як мінімум, небезпечними для живих організмів.

X

Вхід

Завантажую...