Умные растения

Нежные и чувствительные

Чтобы проверить, какое существо перед нами — живое или мертвое, нужно ткнуть в него пальцем. Если оно двигается, значит, живое. Однако в случае с растениями у нас и мысли не возникает о подобной проверке. Растения не реагируют на прикосновения — к этому нас приучил повседневный опыт. А если у них все-таки возникает ответ на наши касания, мы страшно удивляемся и даже настораживаемся. Возьмем, к примеру, мимозу. Стоит лишь прикоснуться к стыдливой мимозе (mimosa pudica), и она отреагирует почти как животное: ее перистые листочки один за другим закрываются в течение нескольких секунд. Листики складываются, словно крылья бабочки. Мимоза поражает своей высокой чувствительностью к прикосновениям. Уникальное явление для растительного царства — так долгое время считали ученые.

За последние несколько лет удалось выяснить, что большинство растений восприимчивы к прикосновениям. Любой контакт влечет за собой деформацию клеточной оболочки (пусть даже она минимальна), а это может привести к дальнейшим реакциям внутри клетки и даже способствовать активации отдельных генов или целых их групп. Итак, растения ощущают любые прикосновения. Они реагируют на поглаживание и массаж, и подобные нежности могут повлечь за собой разнообразные последствия.

Восприимчивость растений к ласке… Тут присутствует эзотерический оттенок, какая-то несерьезность, однако это явление легко проверить. Здесь не понадобится ни специальных инструментов, ни лаборатории, ни особой склонности к цветоводству. Возьмем два бобовых растения в горшках и поставим в тихое место, где нет сквозняков. Одно растение живет себе спокойно без всяких прикосновений, другое четыре раз в день массируют — в течение примерно десяти секунд нежно потирают стебель двумя пальцами. Более серьезных усилий прилагать не надо. Уже через неделю эффект хорошо заметен, пусть и не тот, какого ожидали любители массажа: фасоль, к которой прикасались, как будто стала чуть ниже. При меньшем росте она стала крепче, коренастей. Как будто нагнулась. То же самое случается с другими растениями, если ежедневно гладить их по листьям. Они становятся плотнее и почти не растут ввысь. С точки зрения растений это весьма осмысленная реакция.

Поглаживая листочки, мы вызываем деформацию клеточной оболочки. Это же делают порывы ветра в природе. Мы внушаем цветку, что в месте его произрастания часто дуют ветры, и он приспосабливается к этому. Невысокому коренастому растению проще противостоять непогоде и бурям.

Неслучайно одинокие растения, доступные всем ветрам, в большинстве своем приземисты и низкорослы. Часто говорят, что во всем виноват ветер, не позволяющий им подняться. Однако инициатива все-таки принадлежит растениям — они чувствуют, что их обдувают, трясут и сгибают. И если это происходит часто, они предпринимают ответные меры. Люди во время бури надевают ветровки. Животные подыскивают укромное местечко. Растения изменяют свой облик — так они компенсируют неподвижность.

Впрочем, перестройка, связанная с непогодой, требует особых затрат. Кукуруза, которую встряхивают каждый день в течение тридцати секунд, имитируя бурю над полем, снижает урожайность на тридцать — сорок процентов. Часть своих ресурсов она пускает на укрепление стеблей и листьев, поэтому рост плодов приходится урезать. Разумное решение, ведь побитая бурей кукуруза, лежащая на земле, — куда более жалкое зрелище.

Небольшой эксперимент, проведенный во Фрайбургском университете (г. Фрайбург-в-Брайсгау), продемонстрировал влияние ветра на рост и благополучие растения. Профессор Эдгар Вагнер исследует красную марь, испытывая ее способности к генерации импульсов, но к данному вопросу мы еще вернемся. Эти эндемические растения, листья которых отдаленно напоминают гусиные лапки, сотнями выращиваются в хорошо освещенных подвальных помещениях. Каждое в отдельном горшке. В залах поддерживаются определенные температура и влажность. Тихо гудят несколько обычных комнатных вентиляторов, создавая приятный ветерок. Эдгар Вагнер ведет меня в маленькое подсобное помещение. Здесь в горшках тоже растет красная марь. Ее высота — от тридцати до сорока сантиметров. Эти растения обитают в тех же условиях, что и остальные, за одним лишь исключением: в комнате нет вентиляторов. Движение воздуха отсутствует.

Эдгар берет со стола ящик, в котором стоят горшки с красной марью, несет его по коридору в оборудованную для съемок комнату и ставит на стол. Вот и все. Эксперимент окончен. Результат прямо-таки ошеломляющий. Переменив среду обитания, красная марь будто бы расстроилась. Растения сгибаются и клонятся в земле, точно сделаны из резины. Вид у них жалкий и вялый.

За всю жизнь они ни разу не ощущали ни ветра, ни тряски, поясняет Эдгар, и вот последствия — весьма заметные. Невидимые изменения, которые претерпевает красная марь, не менее радикальны, потому что в данный момент у нее «нервный срыв». Она не генерирует практически никаких импульсов.

Растениям тоже необходим опыт. Если они ни разу не подвергались воздействию ветра, их стебли навсегда останутся слабыми и не выдержат ни перевозки, ни тряски. Вентиляторы в комнатах для выращивания растений необходимы, в противном случае красную марь нужно ежедневно гладить или массировать.

На следующее утро поверженная марь снова поднялась. Теперь она стоит прямо и ровно, поэтому, слегка приподняв ящик, а затем снова опустив, я чувствую себя сволочью. Растение снова падает, будто бы опускается на колени. Впрочем, Эдгар успокаивает меня — мол, это очень хороший урок для цветка. Вроде тренировки. Если продолжать ее, марь в течение нескольких недель научится, как вести себя в подобной ситуации. Она укрепит стебель и будет держаться вертикально даже во время тряски.

Красная марь учится стоять. Еще один шаг в образовательной программе, которая завершится через три-четыре недели. Растения учатся на своем опыте — такие способности обычно приписывают лишь животным. Хищная птица сарыч, сидящая у обочины дороги в ожидании добычи, которую собьет какая-нибудь машина, привыкает к звукам, которые производят проносящиеся мимо автомобили и грузовики. А лиса, выходящая на мышиную охоту возле летного поля, уже знает, что не стоит бояться грохота и шума самолетов. Животные учатся правильно реагировать на новые обстоятельства. Растения тоже. Если дать им время.

Внезапно наступивший мороз приносит растениям больше вреда, чем постепенное снижение температуры. Им нужно время, чтобы перестроить клеточную мембрану на зимний лад или выработать в клетках специальное вещество, защищающее от стужи. Подобным образом действует на растение и внезапно обрушившееся на него ультрафиолетовое излучение — например, если в первый же солнечный день после долгой зимы выставить цветок на балкон. Зеленым организмам требуется время, чтобы в листьях возникло особое вещество, защищающее от ультрафиолета. В противном случае им грозит ожог.

Если почва внезапно намокает и корням не хватает кислорода, растению приходится тяжко. Однако, если количество кислорода сокращается постепенно, корни успевают образовать специальные трубочки, этакие носики, способные забирать недостающий газ из воздуха.

Времена бывают разные. Живые организмы должны уметь приспособиться к их смене. Все организмы. Животные приспосабливаются, изменяя свои повадки, растения — свое строение. Но порой разницы между первыми и вторыми практически не существует…

9. Электрические импульсы: как нервничать без нервов

Быстрее мух

Она захлопывается, словно пасть жадного хищника. Молниеносно закрывает свои листья-ловушки. Сначала венерина мухоловка проверяет, жива ли ее жертва и двигается ли. Потом переваривает добычу, но, если та окажется невкусной, растение прекращает этот процесс и вновь распахивает лист-ловушку. Венерина мухоловка, похоже, одновременно и проворна, и чувствительна.

Половинки листа связаны между собой «шарниром» и захлопываются подобно капкану — за одну десятую секунды. В это же время «зубы» по краям листа загибаются внутрь, образуя — еще до того, как ловушка захлопывается, — своего рода ловчую сеть. Даже у мух, обладающих быстрой реакцией, не получается освободиться. Растение опережает их. Мышечная сила здесь исключена, венерина мухоловка делает это гидравлически: клетки на внутренней стороне «шарнира», мгновенно выделив жидкость, усыхают. Клетки на внешней стороне, напротив, принимают эту жидкость и растягиваются. Ловушка захлопывается именно так.