Растения могут беспокоиться и чувствовать боль. Что чувствуют растения. Испытывают ли растения боль
"Чувствуют" - это громко сказано. Растения "чувствуют" примерно в той же степени, что чувствует и робот-пылесос, приближаясь к плинтусу.
Испытывает ли робот-пылесос боль, стукаясь лбом о плинтус? Определённо, что-то пылесос чувствует. У него есть сенсоры, которые улавливают наличие препятствия. В ответ на это центральным процессором вырабатывается программа изменения траектории движения. Точно так же и растение, чувствует стену, и пускает усики, цепляясь за неё, чтобы подняться выше.
Растения чувствуют свет. В той же степени, что его чувствуют солнечные панели. Эти солнечные панели чувствуют, когда света становится меньше, и поворачиваются (если снабжены такой функцией) вслед за источником света. Точно так же и растения могут поворачиваться вслед за движением Солнца. Будет ли солнечной панели "больно", если вы загородите ей свет?
Растения чувствуют когда им вредят, и вырабатывают разные вещества в ответ на раздражение. Точно так же, как автомобиль тоже чувствует, когда колесо сдувается, и он включает систему автоматической подкачки шин. Больно ли машине, когда сдувается колесо?
Конечно, растения устроены чуть сложнее, чем роботы, которых строим мы. Но в сущности все их чувства - это не более чем сенсоры. И страданий у растений не больше, чем у вашего телефона, у которого садится батарея.
Боль, по сути, является не более чем сигналом. Но ощущать боль в той степени, в которой ощущаем её мы, люди и другие животные с развитой нервной системой, нам позволяет наличие когнитивной системы. Память, в большей степени. Именно тот факт, что мы запоминаем моменты, когда в мозг поступал сигнал боли, и пытаемся избегать повторения этих моментов, причиняют нам страдания. Вдобавок, мы получаем позитивное подкрепление при избегании боли, и негативное - при получении боли. Поэтому, даже не испытывая боль, мы знаем, что боль - это неприятно. Растения об этом не знают. И не узнают никогда, сколько бы раз в ни сломали ему ветку.
А вот роботы узнают... Уже в течение нескольких лет для увеличения эффективности работы роботов и нейронных сетей тестируют разработанные для них когнитивные системы. В них используется память о предыдущих событиях, полученных сигналах и последствиях. Системы поощрения и наказания. Возможности предсказывать поведение и события... Представьте себе сотовый телефон, который помнит о том, что у него может сесть батарея, который испытывает в связи с этим отрицательные эмоции (система поощрения и наказания), который всеми силами старается избежать этого. Но рано или поздно он выключится. И для сохранения энергии он будет понижать энергопотребление и биться над дилеммой: потратить энергию, чтобы издать звуковой сигнал об истощении батареи, или сохранить её, чтобы прожить ещё чуть-чуть...
На минутку вспомните летний запах свежескошенной травы. Для многих людей этот запах говорит о том, что температура весьма приятная и что можно погулять/продолжить отдых/расслабиться/подышать. Для травы же этот запах сигнализирует совершенно
На минутку вспомните летний запах свежескошенной травы. Для многих людей этот запах говорит о том, что температура весьма приятная и что можно погулять/продолжить отдых/расслабиться/подышать. Для травы же этот запах сигнализирует совершенно о другом.
Запах свежескошенной травы на самом деле сигнализирует химически о бедственном положении. Он используется растениями как просьба близлежащим тварям спасти их от нападения (обычно насекомых, но в нашем случае - лезвия газонокосилки). В конце концов, когда наступает опасный момент, будь это оборудование для скоса травы или голодная гусеница, растения не могут достать свои корни и убежать. Они должны бороться за место, на котором находятся.
Чтобы защитить себя, растения запускают цепочку молекулярных ответов. Эти химические связи могут использоваться для того, чтобы отравить врага, предупредить окружающие растения о потенциальной угрозе или привлечь полезных насекомых с вполне конкретной целью. Иногда молекулярная защита выполняет двойную функцию. К примеру, растения, производящие кофеин, используют это химическое вещество для самозащиты, а также для одурманивания пчел. Пчелы под кофеином прилетают к растениям, как в кофейню напротив, возвращаясь снова и снова и опыляя их в качестве оплаты.
Очевидно, растения могут общаться. Но могут ли они чувствовать боль? Вегетарианцам будет совсем нелегко резать салат, зная, что у него могут быть чувства. Да и что им тогда есть вообще?
По мнению ученых Института прикладной физики Университета Бонна в Германии, растения испускают газы как эквивалент слезам боли. Используя лазерный микрофон, ученые уловили звуковые волны, которые издают растения, выпуская газ, когда их режут или ломают. Хотя человеческому уху эти звуки не слышны, секретный голос растений показал, что огурцы кричат, когда их режут, а цветы скулят, когда их листья обрывают.
Есть также свидетельства того, что растения могут слышать, когда кого-то из их сородичей едят. Ученые из Университета Миссири-Колумбии обнаружили, что растения понимают и реагируют на звуки гусениц, которые сидят на них и едят. Когда растения слышат такие звуки, они активируют защитный механизм.
Для некоторых ученых свидетельство таких сложных систем связи - производство шума с помощью газов в бедственном положении - говорит о том, что растения чувствуют боль. Другие утверждают, это не может быть болью, если нет мозга, регистрирующего чувства. Тем не менее все больше ученых допускают, что растения могут проявлять разумное поведение и не обладая мозгом или сознанием.
По мере роста растения могут изменять свои траектории, чтобы избежать препятствия и найти опору для своих побегов. Эта деятельность связана с комплексной биологической сетью, распределенной в корнях, листьях и стволах растений. Она помогает растениям распространяться, расти и выживать. Деревья в лесу, например, могут предупреждать своих близких об атаках насекомых.
Один ученый ввел в дерево радиоактивные изотопы углерода и увидел, что несколько дней углерод передавался от дерева к дереву, пока вся 30-метровая площадь леса не была соединена. Ученый узнал, что зрелые деревья «связались» в сеть, чтобы разделить питательные вещества в корневой системе и накормить ближайшую рассаду, пока она не станет достаточно высокой, чтобы получать свет и питание самостоятельно.
Оборудование: комнатные растения, изображения растений – венериной мухоловки, непентеса, саррацении, мимозы. Плакат: «Если кто-нибудь указывает на что-нибудь новое... или не могут понять, говорят о новом взгляде с презрением, точно бы он не стоил труда, связанного с исследованием, или вообще внимания, и таким образом новой истине приходится ожидать долгое время, пока ей удастся проложить себе дорогу». И.Гете
ХОД УРОКА
1-й ведущий.
Некий мистер Уэденбэрн
купил по случаю корневище неизвестной
тропической орхидеи и посадил ее в своей
оранжерее. Орхидея принялась. Однажды, когда она
зацвела, Уэденбэрн отправился взглянуть на это
чудо. Ушел и пропал. В половине пятого, по
заведенному порядку, экономка приготовила чай.
Но хозяин к чаю не вышел. Обеспокоенная экономка
заглянула в оранжерею и увидела страшную
картину: «Он лежал у подножия странной орхидеи.
Похожие на щупальца воздушные корешки теперь не
висели свободно в воздухе. Сблизившись, они
образовали как бы клубок серой веревки, концы
которой тесно обхватили его подбородок и шею».
Отважная женщина бросилась на помощь и, собрав
все силы, потащила лежащего без чувств хозяина к
выходу. «Горшок со страшной орхидеей свалился на
пол. С мрачным упорством растение все еще
цеплялось за свою жертву. Надрываясь, она тащила
к выходу тело вместе с орхидеей. Затем ей пришло в
голову отрывать присосавшиеся корешки по одному,
и уже через минуту Уэденбэрн был свободен. Он был
бледен, как полотно, кровь текла из
многочисленных круглых ранок...»
Все эти события описаны в фантастическом
рассказе Герберта Уэллса «Цветение странной
орхидеи». Сюжет навеян рассказами некоторых
путешественников о страшных растениях-людоедах,
якобы произрастающих в тропических странах. В
действительности они так и не были найдены.
Известные нам растения-хищники довольствуются
куда более скромной добычей – насекомыми.
2-й ведущий. Как же они ловят свою добычу?
Ботаник. В Тропической Азии, на Сейшельских островах и Мадагаскаре, в Северной Австралии растут лианы непентес. Как и все лианы, они карабкаются вверх к свету по стволам других растений на десятки метров. Кроме обычных листьев, у них имеются особые, ярко окрашенные листья-кувшины. У разных видов их величина колеблется от 2,5 до 30, а у некоторых даже до 50 см! Над кувшинчиками раскрыт «зонтик» с длинными острыми волосками, так что внутрь листа могут попасть только насекомые. Края листьев-кувшинов покрыты мелкими бороздками, по которым внутрь стекает сладкий душистый нектар. Изнутри стенка кувшинов покрыта скользким восковым налетом, и очередная жертва плавно сползает внутрь, навстречу пищеварительному соку, скапливающемуся на дне кувшина. От листьев-кувшинов пахнет гнилью, что привлекает к ловушкам новых насекомых. Через 5–8 ч от них не остается и следа.
2-й ведущий. Ну и обжора! Хорошо, что встречаются они редко.
Ботаник. Растения-хищники не такая уж редкость на планете, их более ста видов. У нас в стране на моховых болотах растут небольшие невзрачные растения – росянки. Их листья, собранные в розетку, покрыты красноватыми ловчими волосками с красной головкой наверху. Росянка выделяет липкую жидкость и вся поверхность ее листа будто покрыта росой. Мелкие насекомые, привлеченные блеском капелек, попадают на лист и прилипают к нему. Жертва мечется, бьется и при этом задевает соседние волоски. Край листа начинает медленно загибаться и накрывает свою добычу, которая здесь же и переваривается.
2-й ведущий. Прямо настоящий капкан!
Ботаник.
Это еще что! В
штате Северная Каролина в США на скудных
песчаных почвах встречается венерина мухоловка
– эндемик тех мест. Пластинка ее листа
превратилась в две округлые створки с длинными
крепкими зубцами по краям. Когда половинки листа
смыкаются, зубцы накладываются друг на друга и
образуется настоящий капкан. Чем отчаяннее
бьется насекомое, стараясь освободиться, тем
крепче сжимаются створки листа. После того как
переваривание завершено, лист раскрывается – он
снова в боевой готовности.
1-й ведущий. Словом, природа немало потрудилась, изобретая для растений орудия лова.
2-й ведущий. А что за механизм приводит в действие эти хитроумные ловушки?
Физик.
Понятно, что у растений нет стальных пружин. Они
используют для своих «капканов» чаще всего
гидравлику. «Перекачка» воды при этом
осуществляется за счет перемещения ее молекул по
градиенту концентрации. Такого рода «насосы»
весьма распространены в растительном мире. С их
помощью растение, например, поднимает влагу
из-под земли, часто преодолевая перепад высот во
многие десятки метров.
2-й ведущий. И как же гидравлика помогает складываться листу, например, росянки?
Ботаник. На этот вопрос пытался ответить еще Чарлз Дарвин. Он открыл, что поверхностные клетки ножки листа содержат одну большую вакуоль, заполненную клеточным соком. При раздражении вакуоль разделяется на ряд более мелких образований причудливой формы, как бы переплетенных друг с другом. При этом лист сворачивается.
Физик. Конечно, в тонкостях этого процесса еще надо совместно разбираться и ботаникам, и гидравликам, и электронщикам.
Ведущие. Электронщикам?!
Физик. Да-да! Именно электронщикам. Ведь механизм ловушки начинает работать, только получив сигнал от каких-то датчиков. Их высокая чувствительность удивила Дарвина. Например, лист росянки приходил в движение, если на него попадал волосок весом всего 0,0008222 мг. Или взять движение усиков некоторых лиан. Дарвин наблюдал их изгибание под действием шелковинки весом всего 0,00025 мг!
Физиолог. Столь высокая чувствительность, конечно, не может быть достигнута за счет использования механических принципов. Кроме того, складываясь от прикосновения легчайшей пушинки, листья росянки или усики вьющихся растений не реагируют на удары куда более тяжелых дождевых капель. Это позволило Дарвину предположить возможность существования у растений нечто похожего на нервную систему и зачатков если не сознания, то соображения! Понятно, такие «крамольные» мысли вызвали бурю в научном мире. Дарвина, несмотря на его высокий авторитет, обвинили в недомыслии.
1-й ведущий. Однако время постепенно все расставляет на свои места. Все чаще современные ученые склоняются к мысли о наличии у растений чувств и, возможно, даже зачатков мышления.
Филолог.
В 1887 г. В.Бердон-Сандерсон
при раздражении листочка венериной мухоловки
наблюдал электрические явления, напоминающие те,
что происходят при распространении возбуждения
в нервно-мышечных волокнах животных.
Более подробно происхождение электрических
сигналов в растении было исследовано индийским
ученым Дж.Ч.Босом в начале XX в. Тропическая мимоза
способна складывать свои перистые листья при
малейшем прикосновении к ним. Ученому удалось
установить, что растение реагирует на
прикосновение с запаздыванием лишь около 0,1 с. А
такая скорость реакции сопоставима со скоростью
передачи сигнала в нерве.
Бос подметил и определенную аналогию между
реакцией на свет у растений и животных и доказал,
что растения также обнаруживают усталость, как и
наши мышцы. «Я теперь знаю, что у растений имеется
дыхание без легких или жабр, пищеварение без
желудка и движение без мышц, – подводит он итог
своим исследованиям. – Теперь мне кажется
правдоподобным, что у растений может иметь место
и такого рода возбуждение, какое встречается у
высших животных, но без наличия сложной нервной
системы...»
2-й ведущий. Вот это да!
Физиолог. Р.Франсэ, автор книги «Чувствуют ли растения», утверждал, что растение в некоторых отношениях ощущает гораздо тоньше и что оно «отлично от животного лишь по форме, но не по существу». Он приводит примеры невероятной чувствительности растений к некоторым раздражителям, в частности к свету. «Эта чувствительность так необыкновенно тонка, – пишет Франсэ, – что растущие в темноте листья ощущают такие ничтожные различия в силе света, которые не отмечаются нашими аппаратами».
1-й ведущий.
А вот как отзывается о
способностях растений гениальный Л.Кэрролл в
«Алисе в Зазеркалье».
«– Ах, Лилия, – сказала Алиса, глядя на Тигровую
Лилию, легонько покачивающуюся на ветру. – Как
жалко, что вы не умеете говорить!
– Говорить-то мы умеем, – ответила Лилия. – Было
бы с кем!»
Ботаник. Как оказалось впоследствии, растения в самом деле могут «говорить» и говорить достаточно «разумно». Важно только при этом понимать их язык и создать необходимые условия для того, чтобы получился «диалог».
Физиолог. Пожалуй, первым, кто на бумажной ленте самописца зарегистрировал «речь» растений, был американский криминалист К.Бакстер. Ему было интересно уловить момент, когда вода при поливе растений достигает листьев. Для этого он использовал нехитрое регистрирующее устройство, приводами соединенное с датчиками, прикрепленными с двух сторон листа. Однажды, 2 февраля 1966 г., поливая цветы, он уколол себе руку. И вдруг заметил, что на бумажной ленте самописца, подсоединенного к датчикам на листе, появилась медленно изменяющаяся кривая, очень напоминающая отражение кожно-гальванического рефлекса человека, один из наиболее чувствительных показателей его эмоционального и умственного состояния.
2-й ведущий. Что это? Случайность или факт, не известный ранее?
Физиолог. Бакстер видоизменил эксперимент. Он предположил, что если возникает некая связь между цветками и человеком, то она должна быть и между другими живыми существами. Например, между растением и креветками. Для проверки своей идеи он изготовил платформочку, на которую помещал сосуд с креветками, под нее – сосуд с кипящей водой. При срабатывании электронного устройства креветки падали в кипяток. В момент их гибели на ленте самописца появлялась характерная кривая кожно-гальванической реакции».
1-й ведущий. Не все ученые соглашаются с утверждением, что растения думают.
Ботаник.
Однако большинство
полагает, что ответы на все возможные вопросы
может дать только эксперимент.
Вот один из них. Английский биолог Л.Уотсон
пригласил шестерых человек и предложил им тянуть
жребий. Одна из бумажек была с пометкой. Каждый из
этой шестерки по очереди оставался на десять
минут в комнате, где находились два одинаковых
растения. Человек, вытянувший бумажку с пометкой,
должен был сломать одно из растений. Растение,
остававшееся целым, Л.Уотсон подключал к
электронному прибору-полиграфу, называемому
также детектором лжи, а шестерых участников
опыта заставлял поочередно входить в комнату.
Оказалось, что испытуемые никаких видимых
реакций у растения не вызывали – все, кроме
«убийцы». На него растение реагировало: стрелка
прибора в момент его появления стремительно
отклонялась. Создавалось впечатление, что
растение как будто «вздрагивает от ужаса»! По
результатам этого опыта ученый сделал вывод, что
растения обладают не только чувствами, но и
памятью.
Физиолог.
Интересные эксперименты
дистанционного взаимодействия между человеком и
растением привел доктор психологических наук,
профессор В.Н. Пушкин. Студентке Тане в
гипнотическом состоянии внушались различные
эмоциональные состояния, а с листа герани в этот
момент записывались биотоки.
Внушаемые испытуемой как положительные, так и
отрицательные эмоции вызывали изменения
биопотенциала листа герани, и перо
регистрирующего прибора отклонялось от нулевой
линии, рисуя на бумажной ленте кривую,
характерную для кожно-гальванического рефлекса
человека.
2-й ведущий. Как же профессор объясняет эти результаты?
Ботаник. По его теории это «свидетельствует о единстве информационных процессов, протекающих в клетках растений и в нервной системе человека».
1-й ведущий. Какова же природа восприятия растением эмоциональных состояний человека?
Физиолог. Мы еще не знаем, каков материальный носитель этой информации, но предполагаем, что улавливаются электромагнитные поля, генерируемые различными органами и системами организма, и в первую очередь мозгом и сердцем. Если учесть, что в настоящее время во многих лабораториях мира научились дистанционно снимать магнитоэнцефалограммы и магнитокардиограммы, то можно допустить, что растение, выступая в эксперименте в роли живого датчика, конечно же, может улавливать магнитную составляющую изменений биопотенциала кожи человека.
2-й ведущий. Вот это да! А проводились ли еще аналогичные опыты?
Физиолог. Подобные опыты ставились и на кафедре физиологии растений Тимирязевской академии под руководством профессора И.И. Гунара. Ученым-скептикам пришлось признать, что электрические сигналы все-таки существуют. Удалось даже найти центр, откуда они исходят. «Этот центр находится на шейке корня, – писал профессор, – который сжимается и разжимается, как сердечная мышца. Растения, по-видимому, умеют обмениваться сигналами, и у них существует свой сигнальный язык, подобно языку примитивных животных, например насекомых. Одно растение, меняя электрические потенциалы на своих листьях, может сообщать другому об опасности. Словом, – заключал Гунар, – если не считать прикованности растений к своему месту, нет никакой разницы между ними и животными».
1-й ведущий. А какие типы электрических сигналов известны у растений?
Физик.
Выявлены три типа таких сигналов, возникающих у
растений в ответ на внешние раздражители. Первый
тип – это потенциалы действия (ПД). По ряду
признаков и механизму возникновения они
соответствуют ПД, возникающим в нервах животных.
Второй тип электрических сигналов у высших
растений – это так называемые вариабельные
потенциалы (ВП), которые возникают под действием
очень сильных раздражителей (ожог, механическое
повреждение ткани и т.д.).
Наконец, с помощью особо чувствительной техники
у высших растений зарегистрированы микроритмы с
очень небольшой амплитудой (обычно несколько
микровольт), которые носят весьма нерегулярный
характер.
Из всех трех типов электрических сигналов у
растений особое внимание уделяется ПД, поскольку
их генерация и распространение – один из
универсальных способов передачи информации о
внешнем воздействии в живой природе.
Физиолог. Возникнув в той или иной части растения, ПД распространяются по нему, передавая известие о внешнем раздражении. У животных в ходе эволюции проводниками ПД стали нервные волокна. Есть ли что-то подобное у высших растений? Обратим внимание на проводящие пучки («жилки»), которые пронизывают все ткани и органы растения. Известно, что эти пучки служат для транспортировки воды и питательных веществ. Почему бы им «по совместительству» не служить каналом и для распространения ПД? Очень образно на этот счет высказывался К.А. Тимирязев: «Если у растений подтвердится (предполагаемое некоторыми учеными) существование известных путей, по которым раздражение сообщается быстрее, чем по другим, то в них придется признать нечто по крайней мере физиологически соответствующее нервам».
1-й ведущий. Как же это доказать?
Ботаник. Д.Бос одним из первых экспериментально доказал причастность проводящих пучков высших растений к распространению ПД. В ткани растения погружали металлический микроэлектрод, соединенный с измерительной установкой, и снимали электрические сигналы от разных зон стебля или черешка. Эти опыты показали, что распространение ПД происходит только в проводящих пучках, причем электрические импульсы распространяются не по крупным сосудам, а по мелким пучковым клеткам. Значит, каналы передвижения веществ и распространения электрических импульсов в проводящих пучках пространственно разделены. Следовательно, у растений хотя и отсутствуют специальные образования (наподобие нервов) для распространения ПД, в проводящих пучках имеются особые ткани, выполняющие эту функцию.
1-й ведущий. А какую функцию выполняют ПД у растений? Может быть, они получили развитие только у насекомоядных растений, а у остальных никакой функциональной нагрузки не несут?
Физиолог.
Можно утверждать, что у
высших растений распространяющийся ПД служит
наиболее быстрым сигналом об изменениях в среде
их обитания. Поскольку у растений нет
центральной нервной системы – этой
«диспетчерской», откуда сигналы о внешнем
раздражителе направляются к различным органам,
то сам ПД непосредственно влияет на функции
органов и тканей, по которым он распространяется,
изменяя некоторые специфические для данного
органа процессы (например, интенсивность
фотосинтеза в листьях или поглощения веществ в
корнях).
Сигнальная роль ПД проявляется прежде всего в
ряде естественных процессов. Например, при
попадании пыльцы на рыльце пестика в нем
возникают электрические сигналы, направленные к
завязи, что запускает цикл подготовки к
оплодотворению. ПД, возникающий в усиках
вьющихся растений при соприкосновении с
механической опорой, видимо, способствует их
лучшей ориентации в пространстве. При умеренных
изменениях окружающей среды также могут
возникать ПД. Их могут вызвать и слабые
воздействия, например, перепад температур в 1–2
°С.
2-й ведущий. А зачем применять экстренную сигнализацию в случае довольно слабых и не оказывающих существенного влияния внешних воздействий?
Физиолог. Растение в этом случае «предупреждает» органы и ткани о вероятных существенных изменениях внешних условий. Незначительный перепад температур в сторону охлаждения сам по себе, возможно, и не значителен для растения, однако он может быть только началом куда более заметного похолодания.
1-й ведущий. Ну а каков же механизм распространения изменения потенциала в органах растений?
Физиолог. Вот, например, гусеница поедает лист растения. Разрушенные ее челюстями клетки теряют воду, что побуждает к движению заряженные частицы – ионы. Они распространяются по растительному организму через каналы в клеточных стенках, называемые плазмодесмами.
2-й ведущий. Так что давайте не будем считать человека царем и покорителем природы, а вспомним замечательные слова С.Маршака:
Человек – хоть будь он трижды гением –
Остается мыслящим растением.
С ним в родстве деревья и трава,
Не стыдитесь этого родства!
Литература
Головкин Б.В. О чем расскажут названия растений? – М.: Агропромиздат, 1986.
Знание–сила. 1972. № 11.
Коновалов В.Ф. Желаемое или действительное? – М.: Знание, 1991.
Соросовский образовательный журнал. 1996. № 10.
Юный техник. 1993. № 3.
Запах свежескошенной травы на самом деле сигнализирует химически о бедственном положении. Он используется растениями как просьба близлежащим тварям спасти их от нападения (обычно насекомых, но в нашем случае - лезвия газонокосилки). В конце концов, когда наступает опасный момент, будь это оборудование для скоса травы или голодная гусеница, растения не могут достать свои корни и убежать. Они должны бороться за место, на котором находятся.
Чтобы защитить себя, растения запускают цепочку молекулярных ответов. Эти химические связи могут использоваться для того, чтобы отравить врага, предупредить окружающие растения о потенциальной угрозе или привлечь полезных насекомых с вполне конкретной целью. Иногда молекулярная защита выполняет двойную функцию. К примеру, растения, производящие кофеин, используют это химическое вещество для самозащиты, а также для одурманивания пчел. Пчелы под кофеином прилетают к растениям, как в кофейню напротив, возвращаясь снова и снова и опыляя их в качестве оплаты.
Очевидно, растения могут общаться. Но могут ли они чувствовать боль? Вегетарианцам будет совсем нелегко резать салат, зная, что у него могут быть чувства. Да и что им тогда есть вообще?
По мнению ученых Института прикладной физики Университета Бонна в Германии, растения испускают газы как эквивалент слезам боли. Используя лазерный микрофон, ученые уловили звуковые волны, которые издают растения, выпуская газ, когда их режут или ломают. Хотя человеческому уху эти звуки не слышны, секретный голос растений показал, что огурцы кричат, когда их режут, а цветы скулят, когда их листья обрывают.
Есть также свидетельства того, что растения могут слышать, когда кого-то из их сородичей едят. Ученые из Университета Миссири-Колумбии обнаружили, что растения понимают и реагируют на звуки гусениц, которые сидят на них и едят. Когда растения слышат такие звуки, они активируют защитный механизм.
Для некоторых ученых свидетельство таких сложных систем связи - производство шума с помощью газов в бедственном положении - говорит о том, что растения чувствуют боль. Другие утверждают, это не может быть болью, если нет мозга, регистрирующего чувства. Тем не менее все больше ученых допускают, что растения могут проявлять разумное поведение и не обладая мозгом или сознанием.
По мере роста растения могут изменять свои траектории, чтобы избежать препятствия и найти опору для своих побегов. Эта деятельность связана с комплексной биологической сетью, распределенной в корнях, листьях и стволах растений. Она помогает растениям распространяться, расти и выживать. Деревья в лесу, например, могут предупреждать своих близких об атаках насекомых.
Один ученый ввел в дерево радиоактивные изотопы углерода и увидел, что несколько дней углерод передавался от дерева к дереву, пока вся 30-метровая площадь леса не была соединена. Ученый узнал, что зрелые деревья «связались» в сеть, чтобы разделить питательные вещества в корневой системе и накормить ближайшую рассаду, пока она не станет достаточно высокой, чтобы получать свет и питание самостоятельно.
Растения, по словам профессора Джека С. Шульца, «являются очень медленными животными». Шульц провел четыре десятилетия, изучая взаимодействие между растениями и насекомыми. Ученый знаком с особенностями подобного процесса.
По мнению исследователя, растения осуществляют борьбу за территорию, находятся в поиске пищи, уклоняются от хищников и ловят добычу. Подобно животным они демонстрируют свое поведение и могут воспринимать мир.
Мнение ученого Оливье Хаманта
«Чтобы увидеть все это, вам просто нужно снять быстрый фильм о растущем растении», — говорит энтузиаст Оливье Хамант, ученый из Лионского университета во Франции. Действительно, камера с покадровым обзором раскрывает поведение растений в полном объеме, о чем может свидетельствовать каждый, кто видел серии фильма «Жизнь» Дэвида Аттенборо.
«Для правильной реакции растениям требуются сложные сенсорные устройства, настроенные на различные условия», — утверждает Шульц.
Итак, что же такое растение? Если вы верите Даниилу Чамовицу из университета в Тель-Авиве, то его существование не так уж сильно отличается от нашего.
Когда Чамовиц намеревался представить свою книгу 2012 года What"s Plant Knows, в которой он исследует, как растения взаимодействуют с миром, он испытывал некоторый трепет. «Я был невероятно осторожен относительно предположений о том, какова будет реакция общественности», — говорит он.
Растения могут чувствовать
Изучение восприятия растений прошло долгий путь, начиная с 1970-х годов. В последние десятилетия на суд общественности выносится все больше научных трудов, в которых описаны чувства растений. Мотивация написания таких работ заключается не просто в том, чтобы продемонстрировать, что «у растений есть чувства»». Вместо этого возникает вопрос, почему и каким образом растение чувствует окружающую среду.
Хейди Аппель и Рекс Кокрофт, коллеги Шульца в Миссури, проводили исследования касательно наличия у растений слуха. «Суть нашей работы заключалась в том, чтобы обосновать, почему растения подвержены влиянию звука», — говорит Аппель. Классическая музыка не имеет большого значения для растения, но воздействие голодной гусеницы вызывает иную реакцию.
Ученые Аппель и Кокрофт установили, что жужжание гусениц вызывает выделение из листьев растений химических веществ, которые нужны для отражения нападений.
У нас есть носы и уши, но что же имеется у растения?
Консуэло де Мораес из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, наряду со своими сотрудниками, также утверждает, что растения наделены чувствами. Параллельно с возможностью слышать приближающихся насекомых они обладают и обонянием. Растения способны ощущать запах летучих соединений, высвобождаемых соседними растениями.
«Понятно, что в этих растениях нет ничего особенного. Они просто дышат или слышат что-то, а затем действуют соответственно ситуации, как и мы», — утверждает де Мораес.
Есть ли что-то общее у растений и животных?
Конечно, у растений и животных есть много важных различий. «Мы действительно не знаем, насколько схожи механизмы восприятия запахов у растений и зверей, потому что мы не очень разбираемся в механизмах, которыми наделены растения», — говорит Де Мораес.
Но некоторые особенности науке все же понятны. К примеру, фоторецепторы растений изучены достаточно хорошо. Тем не менее и эта область заслуживает больших научных изысканий.
Исследователи Аппель и Кокрофт надеются найти те части растения, которые реагируют на звук. Были выявлены образцы, которые намекают на общность представителей растительного и животного мира. Вероятными «кандидатами» являются рецепторные белки, обнаруженные во всех клетках растений. Они преобразуют мельчайшие деформации, генерирующиеся звуковыми волнами, которые окутывают объект электрическими или химическими сигналами.
Ученые проверяют, могут ли растения с нарушенными рецепторами реагировать на насекомых. Растению, кажется, не требуется такой громоздкий орган, как ухо.
Другая способность, которой обладают растения, — «шестое чувство». Им наделены некоторые из нас. Хотя молекулярное строение растений сильно отличается от нашего, они также имеют механические рецепторы, которые реагируют на изменения в их окружении.
В 2014 году команда из Университета Лозанны в Швейцарии показала, что при атаке гусеницей растения Arabidopsis у него выявляется электрическая активность, что, по своей сути, не является новой идеей», — утверждает физиолог Джон Бердон-Сандерсон.
В этом случае ведущую роль играют молекулы, называемые глутаматными рецепторами. Глутамат является важнейшим нейротрансмиттером в центральной нервной системе, но растения не обладают ею.
Растения и животные состоят из удивительно ограниченного набора молекулярных «строительных блоков», которые очень похожи. Электрическая связь развивалась двумя различными способами при использовании набора строительных блоков, появление которых, предположительно, предшествует расколу между животными и растениями, произошедшему около 1,5 миллиардов лет назад.
«Эволюция вызвала развитие определенного числа потенциальных механизмов коммуникации, и, хотя вы можете использовать их по-разному, конечная точка все та же», — говорит Чамовиц.
Осознание того, что подобные сходства существуют, и что растения обладают гораздо большей способностью воспринимать окружающий мир, чем кажется на первый взгляд, привело к утверждениям некоторых ученых о «растительном интеллекте» и даже породило новую научную дисциплину.
Наличие электрической сигнализации у растений привело к появлению «растительной нейробиологии» (термин используется, несмотря на отсутствие нейронов у растений). И сегодня существует множество биологов, которые проводят эксперименты с растениями с целью изучения таких аспектов, как память, обучение.
Подобные научные взгляды даже привели к тому, что ученые из Швейцарии установили руководящие принципы, направленные на защиту «достоинства растений».
И хотя многие считают термины «растительный интеллект» и «растительная нейробиология» метафорическими, они все еще встречаются в трудах многих биологов. Взять хотя бы высказывание Чамовица: «Думаете, растения умны? Я думаю, что растения сложны. Сложность всех механизмов, которыми наделены растения, не следует путать с интеллектом».
В чем заключается опасность столь смелых теорий?
Опасность подобных теорий состоит в том, что в конечном итоге растения рассматриваются как неполноценные версии животных, что полностью искажает наше представление о растительном мире.
У растений могут отсутствовать нервная система, мозг и другие особенности, которые мы ассоциируем со сложностью, но они проявляют превосходство в других областях. Мы более похожи на растения, чем нам хотелось бы думать. Растения имеют разные приоритеты, и их сенсорные системы являются отраженирем этого.
Поэтому, хотя растения сталкиваются со многими из тех же проблем, что и животные, их сенсорные требования в равной степени формируются при помощи механизмов, которые их отличают. «Укоренение растений предполагает то, что они действительно должны быть намного лучше осведомлены об окружающей среде, чем вы или я», — констатирует Чамовиц.
«Опасность для людей, проводящих параллель между растениями и животными, заключается в том, что, если они будут продолжать подобную работу, то могут упустить истинную суть растений», — говорит Хамант.
«Я хотел бы, чтобы растения признавались более удивительными, интересными, экзотическими живыми существами», — заключает ученый. Генетика, электрофизиология и открытие транспозонов начинались с исследований на растениях, и все эти научные изыскания оказались революционными для биологии в целом.
И наоборот, осознание того, что у нас есть что-то общее с растениями, может быть возможностью признать, что мы более похожи на растения, чем мы хотели бы думать, подобно тому, как растения схожи с животными.
