У растений нет мозга и нервных клеток, по сравнению с животными они кажутся бесчувственными. Однако биологам известно, что представители этой группы многоклеточных организмов получают информацию извне и обрабатывают ее, могут общаться друг с другом с помощью химических сигналов. Стоит ли говорить об “интеллекте” растений?
Что заменит нервы и мозг
Нежные белые цветки ветреницы дубравной — украшение лесов средней полосы. Нередко можно видеть, как ее лепестки складываются, хотя солнечный день в разгаре. Значит, жди дождя. Убирая цветки, маленькое растение предохраняет их от воды и порывов ветра.
В мире флоры есть множество подобных механизмов, чтобы не сходя с места приспособиться к меняющимся погодным условиям, защититься от вредителей, залечить раны, получить питательные вещества.
Органами восприятия у растений служат особые клетки-рецепторы, ионные каналы в клеточных мембранах, пропускающие электрические сигналы, особые тельца, обладающие некоторыми свойствами нейронов. Для обмена информацией между разными частями организма вырабатываются различные соединения-медиаторы: гормоны, химические соединения, малые некодирующие РНК. Все эти механизмы успешно заменяют растениям органы чувств и нервную систему.
Сенсорное восприятие растений активно изучалось до 1970-х годов, а затем плавно сошло на нет. В 2005 году Стефано Мансуко из Университета Флоренции (Италия) и Франтишек Балушка из Университета Бонна (Германия) решили, что накоплено много данных “об интеллекте” растений и пора активизировать это направление. Они назвали его “растительной нейробиологией”. Конечно, это метафора — речь идет об изучении реакций и ответов на внешние стимулы.
Последователи нейробиологии растений полагают, что применительно к флоре можно говорить о памяти, системе накопления, хранения и обработки информации, а также механизме принятия решений. По мнению некоторых ученых, для этого не нужны мозг и нервная система, как у животных.
Научное сообщество в целом критически относится к этому направлению. Вместе с тем работы в области коммуникации и сигнальных систем растений сейчас — на переднем крае науки.
Луговая коммуналка
Одно из крупных открытий последних лет — растения умеют распознавать своих соседей. Для этого они используют дальний красный свет, химические сигналы, вторичные метаболиты. Знания об окружающих видах помогают растению выживать: избегать тени, защищаться от врагов, выбирать лучшее питание.
Растения воспринимают химические соединения — то, что мы называем запахами, исходящими от соседних видов. Они передаются по воздуху и под землей с помощью корней. Китайские ученые в журнале Nature Communications приводят результаты опытов с пшеницей. Исследования показали, что это растение различает запахи порядка сотни разных видов, растущих рядом, через корни. В ответ выделяет собственные вещества, чтобы отрегулировать взаимоотношения, — например, нечто вроде антибиотиков, если рядом появились конкуренты. В результате пшеница подавляет их рост.
Пшеница распознает своих соседей по химическому “запаху”
Разумеется, такой способ химической коммуникации не аналогичен обонянию у животных, но растения определенно могут не только выделять, но и воспринимать запахи. Например, паразитический вьюнок повилика находит растение-хозяина по летучим элементам и вытягивается в его направлении.
Раненная вредителями полынь предупреждает сородичей об опасности усиленным запахом.
Многолетняя трава золотарник способна сама воспринимать химические соединения (феромоны), выделяемые самцами мухи-пестрокрылки, приманивающими самку. Личинка мухи, отложенная на растении, вызывает заболевание в виде галла — крупного шара.
Ученые предположили, что золотарник чует запах мух и усиливает иммунную систему, чтобы дать отпор неизбежной болезни. Для этого в листьях травы повышается содержание жасмоновой кислоты, которая отпугивает вредителей и помогает заживить повреждения тканей.
Хороший слух
В 1970 году в США вышла книга Питера Томпкинса и Кристофера Берда “Тайная жизнь растений”. В ней без опоры на научные факты приводилось множество фантастических сведений о цветах и деревьях. Например, говорилось, что растения испытывают стресс, если в их присутствии разбить яйцо, тыква отклоняется от динамиков, если из них звучит рок.
Сейчас накоплено много фактов восприятия растениями звуков. В 2014 году ученые из Университета Миссури (США) воздействовали на небольшое травяное растение арабидопсис (резуховидка Таля) с помощью звука, который издает жующая его гусеница. Оказалось, что при этом в листьях растения повышается содержание антоцианов (фиолетовых красителей) и глюкозинолатов (горечи). Опыт продемонстрировал, что резуховидка по-разному реагирует на вибрации воздуха, вызванные жеванием листьев, ветром и стрекотанием насекомых.
Ученые из Университета Миссисипи недавно провели опыты с соей и живущими на ней насекомыми — божьими коровками и соевой тлей. На них воздействовали разными видами звуков, включая шум города, трактора, рок-н-ролл. Через две недели биомасса растений уменьшилась по сравнению с контролем. Однако ученые не склонны считать, что рок напрямую угнетал растения. Скорее он как-то повлиял на вредителей, которые активизировали свою деятельность.
