Растения могут видеть, слышать и чувствовать

« Чтобы убедиться в этом, вам просто нужно снять растущее растение быстрой съемкой — тогда оно будет вести себя как животное», восторгается Оливье Хамант, изучающий растения в Университете Лиона во Франции. И действительно, ускоренная съемка показывает удивительный мир поведения растения во всей его красе.

Растения движутся вовсе не бесцельно, а значит, они должны быть осведомлены о том, что происходит вокруг них. « Для того чтобы правильно реагировать, растениям также нужны сложные устройства зондирования, настроенные на изменяющиеся условия», говорит Шульц.

О чем молчат подсолнухи?

Что же чувствуют растения? Даниэль Хамовитц из Тель-Авивского университета в Израиле считает, что их чувства не так сильно отличаются от наших собственных. Когда Хамовитц решил написать книгу «Что знает растение» в 2012 году — в которой он исследовал переживания растений, отраженные в самых строгих и современных научных исследованиях, — он испытывал в некоторой степени трепет.

« Я очень беспокоился, каким может быть отклик», говорит он.

И его беспокойство не было беспричинным. Описания того, как растения видят, обоняют, чувствуют и, в самом деле, знают, эхом вторили книге «Тайная жизнь растений», которая вышла в 1973 году для поколения эпохи цветов, но содержала очень мало фактов. В частности, эта книга полностью дискредитировала идею того, что растения положительно реагируют на звуки классической музыки.

Но исследование восприятия растений с 1970-х годов прошли долгий путь, а в последние годы в области исследования растительных чувств наблюдается определенный всплеск. Задача этой работы не только продемонстрировать, что у «растений тоже есть чувства», но и задать вопросы «почему» и «как» растение чувствует свое окружение.

Коллеги Шульца по Миссури, Хайди Аппель и Рекс Кокрофт, ищут правду на тему слуха растений.

« Основной вклад нашей работы в том, чтобы найти причину, почему звук оказывает на растения влияние», говорит Аппель. Симфония Бетховена вряд ли привлечет внимание растения, но вот приближение голодной гусеницы — это уже другая история.

В своих экспериментах Аппель и Кокрофт обнаружили, что записи звуков жевания, производимых гусеницами, приводили к тому, что растения наводняют свои листья химической защитой, предназначенной для отваживания нападающих. « Мы показали, что растения реагируют на экологически релевантный звук экологически релевантным ответом», говорит Кокрофт.

Экологическая релевантность, или соответствие, очень важна. Консуэло де Морэс из Швейцарского федерального института технологий в Цюрихе вместе с коллегами показали, что, помимо способности слышать приближающихся насекомых, некоторые растения могут слышать их запах или даже запахи летучих сигналов, испускаемых соседними растениями в ответ на приближение насекомых.

Еще более зловещим выглядит то, как в 2006 году было продемонстрировано, что паразитическое растение — повилика виноградной лозы — вынюхивает потенциального носителя. Затем повилика извивается в воздухе, оплетает незадачливого хозяина и высасывает из него питательные вещества.

Казалось бы, чем эти действия отличаются от наших? Растения слышат или чуют что-то, а потом действуют соответствующим образом, как и мы.

Но, конечно же, есть существенная разница. « Мы не знаем, насколько похожи механизмы восприятия запахов у растений и животных, потому что не знаем многого о механизмах у растений», говорит де Морэс.

У нас есть носы и уши. А что есть у растений?

Отсутствие явных центров сенсорного ввода усложняет понимание чувств растений. Это касается не всего — фоторецепторы, которые растения используют, чтобы «видеть», достаточно хорошо изучены — однако область в целом, конечно, требует дальнейшего изучения.

Со своей стороны, Аппель и Кокрофт надеются найти часть или части растения, которые отвечают на звук. Вероятными кандидатами являются механорецепторные белки, которые находятся во всех растительных клетках. Они преобразуют микродеформации, которые рождаются звуковыми волнами, в электрические или химические сигналы.

Ученые пытаются понять, могут ли растения с дефектными механорецепторами все еще реагировать на шум от насекомых. Похоже, у растений нет никакой потребности иметь нечто такое громоздкое, как ухо.

Еще одна способность, которую мы разделяем с растениями, это проприоцепция: «шестое чувство», которое позволяет (некоторым из нас) печатать вслепую, жонглировать и знать, где в пространстве находятся разные части нашего тела.

Поскольку это чувство не связано с определенным органом у животных, а скорее полагается на петлю обратной связи между механорецепторами в мышцах и мозгом, сравнение с растениями будет весьма точным. Хотя на уровне молекул подробности несколько разнятся, у растений тоже есть механорецепторы, которые обнаруживают изменения в своем окружении и отвечают на них соответствующим образом.

« Общая идея та же», говорит Хамант, который в 2016 году был соавтором обзора исследований проприоцепции. « До сих пор мы знали, что в растениях это больше связано с микротрубочками (структурными компонентами клетки), которые отвечают на растягивание и механическую деформацию».

На самом деле, исследование, опубликованное в 2015 году, выявило сходства, которые могут уходить еще глубже и затрагивать актин — ключевой компонент в мышечной ткани — как участвующий в растительной проприоцепции. « Насчет этого поддержки меньше», говорит Хамант, «но были свидетельства того, что актиновые волокна принимают участие; почти как в мышцах».

Эти результаты не единственные в своем роде. По мере исследования растительных чувств, ученые начали находить повторяющиеся схемы, намекающие на глубокие параллели с животными.

В 2014 году группа ученых Университета Лозанны в Швейцарии показала, что когда гусеница атакует растение арабидопсис, она запускает волну электрической активности. Наличие электрической сигнализации в растения — далеко не новая идея — физиолог Джон Бердон-Сандерсон предложил ее как механизм действия венериной мухоловки еще в 1874 году, но что действительно интересно, так это роль, которую играют молекулы — рецепторы глутамата.

Глутамат является наиболее важным нейромедиатором в нашей центральной нервной системе, и он играет точно такую же роль в растениях, за одним существенным отличием: у растений нет центральной нервной системы.

« Молекулярная биология и геномика говорят нам, что растения и животные состоят из удивительно ограниченного набора молекулярных «строительных блоков», которые весьма похожи», говорит Фатима Цверчкова, исследователь Университета Карлова в Праге, Чехия. Электрическая связь развивалась двумя разными способами, каждый раз используя набор строительных блоков, которые предположительно запустили раскол между животными и растениями 1,5 миллиарда лет назад.

« Эволюция привела к ряду возможных механизмов для общения, и хотя вы можете получить их по-разному, итог будет одним», говорит Хамовитц.

Осознание того, что такие сходства существуют и что растения имеют гораздо больше способностей ощущать мир, чем можно предположить по их внешнему виду, привело к возникновению ряда примечательных заявлений о «растительном интеллекте» и даже положило начало новой дисциплине. Электрическая сигнализация в растениях была одним из ключевых факторов рождения «растительной нейробиологии» (термин используют даже несмотря на отсутствие нейронов у растений), и на сегодняшний день существуют исследователи растений, которые занимаются изучением таких нерастительных областей, как память, обучение и решение проблем.

Такого рода мышление даже привело к тому, что законотворцы Швейцарии написали руководство по защите «достоинства растений» — что бы это ни значило.

И хотя многие считают такие термины, как «растительный интеллект» и «растительная нейробиология», в большей степени метафорическими, их встречают критикой. « Думаю ли я, что растения разумны? Я думаю, что растения сложные», говорит Хамовитц. А сложность не стоит путать с интеллектом.

Таким образом, хотя весьма полезно описывать растения антропоморфными терминами, существуют пределы. Опасность заключается в том, что мы можем посчитать растения низшими версиями животных, а это совсем не соответствует истине.

« Мы, изучающие растения, с удовольствием говорим о сходствах и различиях между растительным и животным образом жизни, когда представляем результаты исследования широкой публике», говорит Цверчкова. Но и она считает, что зависимость от животных метафор при описании растений приводит к проблемам. « Хочется избегать таких метафор, чтобы избежать обычно бесплодных дискуссий о том, больно ли морковке, если ее укусить».

Растения в высшей степени приспособлены для выполнения того, что они делают. У них может не быть нервной системы, мозга и других сложных функций, но они превосходят нас в других сферах. К примеру, хоть у них нет глаз, растения вроде арабидопсиса обладают по меньшей мере 11 типами фоторецепторов, в то время как мы — всего 4. Это значит, что их зрение сложнее нашего. У растений другие приоритеты, и их сенсорные системы это отражают. Как отмечает Хамовитц в своей книге, «свет для растения — это не только сигнал; свет — это пища».

Поэтому хоть растения и сталкиваются с такими же проблемами, как животные, их сенсорные способности сформированы их основными отличиями. « Укорененность растений — тот факт, что они не двигаются, — означает, что им нужно быть куда более осведомленными о своей среде, чем мне или вам», говорит Хамовитц.

Чтобы в полной мере оценить, как растения воспринимают мир, важно изменить парадигму отношения к растениям. Опасность в том, что если люди будут сравнивать растения с животными, они упустят ценность первых. Растения нужно признать интересными, экзотическими и удивительными живыми существами, а не предметами мебели. И в меньшей степени — источником человеческого питания и биотоплива. Такое отношение пошло бы на пользу всем. Генетика, электрофизиология и открытие транспозонов — лишь несколько примеров областей, которые начались с исследований растений, и все они оказались поворотными для биологии в некоторой степени.

С другой стороны, осознание того, что у нас может быть кое-что общее с растениями, может стать возможностью признать, что мы в большей степени растения, чем думали, так же, как растения в большей степени животные, чем мы думали.

« Возможно, мы более механистические, чем привыкли считать», заключает Хамовитц. По его мнению, эти сходства должны намекать на удивительную сложность растений, а также на общие факторы, которые соединяют всю жизнь на Земле. И тогда мы начнем ценить единство в биологии.

Источник: www.svarga.tv