Kluge Pflanzen
Volker Arzt, 2009
ЛомоносовЪ, 2011
одним словом — блеск
Цитаты:
- «Вопрос заключается не столько в том, умны растения или нет, сколько в том, хватит ли у нас ума, чтобы их понять»
- Харовые водоросли из пруда Боннского ботанического сада позволили нам разгадать их загадку: наглядно продемонстрировали, как растения воспринимают свое положение в пространстве и, если необходимо, корректируют его. Подобно людям и животным, они при этом ориентируются на положение своих статолитов — наилучшее решение для всех жителей планеты, самых разнообразных живых существ!
- Почти каждый день на высокогорные плато сходят напоминающие Всемирный потоп грозовые ливни, вскормленные массами водяного пара влажных тропических низменностей. К ним добавляются порывистые ветры, которые направляют капли дождя вниз, и те, как острые иглы, вонзаются в горную породу. Почти все минералы и питательные вещества при этом вымываются и уносятся из песчаника вместе с водяными потоками. Безвозвратно. Гигантские водопады (например, водопад Анхель высотой примерно в 980 метров, считающийся самым крупным в мире) обрушивают влагу обратно в тропические леса.
Растения на плато остаются ни с чем. Необходимые для жизни питательные вещества, такие, как соли азота, серы или фосфора, в почве почти отсутствуют; здесь, кажется, возможно лишь скудное существование. Обычно так и происходит. Однако на столовых горах бывает хуже. Растения реагируют на эту ситуацию таким до бесстыдства гениальным решением: презрев растительное существование, они отваживаются вторгнуться в царство животных.
Вместо того чтобы при помощи корней тщательней прощупать почву и отыскать дефицитные вещества, они тянутся за ползающими и летающими питательными пакетами. Они ловят и пожирают насекомых не хуже голодных животных.
Способы ловли весьма разнообразны, но, как правило, в ловушки переоборудуются самые обычные листья. Здесь добычу поджидают подвижные волоски с клейкими капельками — примерно как у нашей росянки. А там — тысячи зеленых трубочек (свернутые листья броккинии, растения, которое можно встретить только на столовых горах). Трубочки ведут себя вполне безобидно, как маленькие дымоходы высотой от двадцати до тридцати сантиметров. Но внутренние стенки — гладкие точно зеркало, и то, что кажется идеальным, безобидным местом для приземления, быстро превращается в смертельную западню. Иными словами, насекомым в этой местности приходится нелегко. - Прямо у обочины дороги стоят «чашечки», из-за которых мы сюда приехали. Их сразу можно узнать по белой каемке, благодаря которой они и получили свое научное название — «альбомаргината» (albomarginata). По размеру эти кувшинчики едва ли больше пальца, они зеленые и неприметные. К сожалению, в сравнении с другими хищными растениями, которые в большинстве своем завлекают ослепительно красным цветом или показывают себя с самых выгодных сторон, непентес белоокаймленный не производит особого впечатления. Альбомаргината кажется очень скромным растением. Я ожидал большего. Самое прожорливое растение на свете выглядит настолько безобидно?
Марлис чужды подобные сомнения: «Они ведь замечательные, правда?» Исследовательница немного приподнимает кувшинчик, не срывая его, и опрокидывает на ладонь содержимое — мутную жидкость с жалкими останками насекомых. Ничего захватывающего. Да и следующий «бокал» тоже кажется мне пустым. Альбомаргината явно не заслуживает такой славы.
Но Марлис не пугают неудачи. И хотя, опрокинув третий кувшинчик, она тоже ничего не обнаруживает, в ее голосе все равно звучат радостные нотки:
— Мы найдем их в следующем кувшинчике.
Выудив перочинный ножик из кармана жилетки, исследовательница хирургическим надрезом вспарывает «чашечку», и оттуда начинает сочиться темная вязкая масса. Полный кувшинчик! Сотни, возможно, даже тысячи наполовину разложившихся термитов. Марлис — в своей стихии. Лезвием ножа она намазывает на руку зернистую массу, точно это джем. И ни капли отвращения. Напротив, меня бы даже не удивило, если бы она с наслаждением облизала кончики пальцев.
— Как ведите,— начинает она вдохновенную речь,— все эти насекомые находятся в одинаковой стадии разложения, а это означает, что все они должны были пойматься примерно в одно и то же время.
И все-таки это правда — кувшинчик поглощает тысячи насекомых зараз. - Если говорить только о скорости, ни одно зеленое создание не сможет сравниться с пузырчаткой (utricularia). Она считается самым быстрым растением на свете. Пузырчатка добывает свой «мясной» рацион под водой, придерживаясь стратегии рыб-камней: она засасывает свою добычу. С невероятной скоростью — примерно за две миллисекунды, а то и быстрее. Эта техника ловли оказалась настолько удачной, что в ходе эволюции появились самые различные виды пузырчатки. В мире существует свыше двухсот двадцати видов утрикуларий. В Германии больше других распространена пузырчатка обыкновенная (utricularia vulgaris). Однако она не так уж обыкновенна.
Мы стоим на берегу маленького, словно заколдованного швабского озерца. Квакают лягушки. С берега в воду уходят заросли камыша. Листья кувшинок плавают на поверхности воды, предлагая посадочные места отливающим синевой стрекозам. А посреди этой идиллии — хищная пузырчатка. Прожорливая охотница не очень-то бросается в глаза. Из воды высовываются ее золотистые соцветия на голых стеблях. Как и прочие цветы, она вроде бы добродушно угощает всех своим нектаром. Разница заметна лишь под водой. Пузырчатка не отрастила корней — она свободно перемещается по озерцу. Под водой она, словно руки, вытягивает свои зеленые волокнистые листья, чтобы поймать как можно больше солнечной энергии. Но они ловят не только свет: листья усеяны сотнями пузырьков-ловушек. Пузырьки, напоминающие старинные кожаные мехи для вина или воды, имеют вытянутую форму, а в длину не превосходят нескольких миллиметров. Некоторые из них уже заполучили своих жертв — их очертания виднеются сквозь полупрозрачные стенки темницы. Это дафнии, или «водяные блохи». Некоторые еще барахтаются, другие уже погибли и даже переварились. На самом деле, внутренние стенки пузырьков перенасыщены железками, выделяющими ферменты, которые расщепляют белки и фосфаты, и таким образом пузырчатка с невероятной быстротой — чуть меньше чем за час — переваривает добычу. - Ботаники изобрели ароматический тест для побегов повилики. В лаборатории без окон они предоставили молодым томатам оптимальные условия освещения. Светильники на потолке заливают помещение ослепительным блеском — настолько ярким, что хочется надеть солнечные очки, считает Консуэло. Следует добавить, что прожекторы стократно отражаются в стеклянных колпаках, выставленных в ряд. Беспокойное море бликов, приходящих в движение при каждом шаге. Сияющий интерьер, созданный из стекла и света, мог бы стать украшением любого научно-фантастического фильма, но здесь он служит только коллектором томатного запаха. Под стеклянными куполами ростки томатов великолепно развиваются, испуская свои типичные ароматические вещества. Соответствующие молекулы постепенно переносятся потоками воздуха и накапливаются в угольном фильтре. Через день-два аромат можно будет «вымыть» оттуда и получить несколько капель концентрированных «томатных духов». Человеческий нос едва ли уловит этот аромат, разве что почует легкий оттенок затхлости, подобно запаху мокрой бумаги. Но намного важнее вопросы: отреагирует ли на него кускута и каким именно образом?
Тест на запах чрезвычайно прост. Если повилика определяет местоположение томата именно по запаху, тогда она должна расти и в направлении нашей «туалетной воды». Консуэло поместила побег между двумя резиновыми блюдечками: правое наполнено пахучим экстрактом, левое (для проверки) — пустое. Результат теста подтверждает подозрения Консуэло. Побег игнорирует незаполненное блюдечко и целеустремленно растет в сторону резиновой емкости с «томатными духами». Нет сомнений, повилика напала на след и по запаху двигается к предполагаемой жертве — даже если на этот раз ее обвели вокруг пальца во имя науки и она в конце концов ослабеет и погибнет.
«И вправду удивительное поведение,— одобрительно комментирует Марк.— Такое можно ожидать от животных, но, судя по всему, растения-паразиты ведут себя похожим образом. Во всяком случае, кускута».
И еще кое-что очень напоминает поведение животных: как и кот Лео, повилика может принять решение и выбрать то, что ей больше по вкусу. Томат, конечно же, ее любимое блюдо, но есть и другие растения, которые она рассматривает в качестве источника питания. К примеру, ростки пшеницы. Разнообразие меню может затруднить выбор.
Для школьников Марк и Консуэло разработали экспериментальный набор, позволяющий показать избирательное поведение повилики на подоконнике в классе. Ученики проращивают семечко cuscuta на одинаковом расстоянии от ростков томата и пшеницы. Как и ожидалось, побег делает выбор в пользу своей любимой пищи и отвергает пшеницу. (По крайней мере, так происходит в большинстве случаев, однако среди растений тоже встречаются чудаки.)
Эксперимент становится намного увлекательней, когда томаты отсутствуют и на подоконнике остается только менее любимая пшеница. Как поведет себя в этом случае прорастающая повилика? Будет двигаться беспорядочно? Менее целенаправленно? Приспособится к ситуации? Она реагирует именно так, как делают животные или даже люди. Наша паразитка как будто говорит: «Лучше пшеница, чем ничего» — и довольствуется злаком. Прямо на глазах школьников она растет по направлению к ближайшей пшенице. При необходимости повилика сожрет и ее. Возможно, большого ума для этого не требуется, но в такой ситуации растение способно сделать выбор в пользу лучшего питания. - На защиту зерновых культур встает фермер, который опрыскивает их химическими препаратами. Тростнику же приходится самостоятельно выходить из положения. Например, в борьбе с тростниковой совкой. Эта гусеница живет исключительно в тростнике и за счет тростника. Она не трогает только жесткие, содержащие кремниевую кислоту листья, зато сразу вгрызается в молодые стебли, которые весной пробиваются из земли, и выедает мягкое нутро. Причем она начинает с молодого ростка и, когда он становится для нее слишком узким, своевременно меняет диспозицию, переселяясь на более толстый стебель. Его она тоже прогрызает и объедает подчистую. В этих зарослях гусеница до шести раз сменит жилье, всякий раз оставляя после себя разрушенный дом.
Раскачивая верхнюю часть туловища, гусеница определяет, достаточно ли широк новый стебель, и лишь затем вгрызается в него. Она прекрасно знает свое дело. В последнем стебле (диаметром семь миллиметров) гусеница окукливается и покидает «колыбель» уже готовой к спариванию бабочкой. Без сомнения, тростниковая совка оставляет после себя опустошение, которое в последующие годы может распространиться, словно пожар в сухую погоду. Ведь бабочки откладывают яйца преимущественно в месте своего обитания и тем самым многократно увеличивают силу разрушения.
Без ответных мер тростник очень скоро погиб бы. Однако он дает отпор — экономно, но действенно. Два или три года растение выжидает, «размышляя», стоит ли расценивать нападение гусениц как серьезное, а затем совершает маленькую композиционную поправку. Как обычно, по весне прорастают новые побеги, но вокруг пораженной области они становятся заметно тоньше — во всяком случае, меньше семи миллиметров в диаметре. Изменение-то небольшое, а эффект серьезный. Гусеницы, правда, начинают нормальную жизнь, перемещаясь от стебля к стеблю, но в конце концов не находят подходящего места для окукливания. А порой застревают в стебле еще раньше, потому что он слишком узок. Как бы то ни было, превращение в бабочку невозможно, и размножение в этом «очаге возгорания» внезапно останавливается. Лечение худобой дает о себе знать. И его действительно можно заметить: в море тростника наверняка обнаружатся, казалось бы, произвольно распределенные островки тонких стеблей. Свидетели хитроумной оборонительной борьбы. - Тля — не такой уж серьезный противник. Протыкая проводящие пути растения, эта букашка высасывает несколько сладких капелек. Но тля вряд ли приходит в одиночку. Более того, она крайне редко остается без потомства. Тли — невероятные копировальные машины. Если условия подходящие, они клонируют сами себя. Самки выдавливают из брюшка одну дочку за другой. Все они живые и все генетически соответствуют своей матери. Каждая дочка-тля применяет тот же способ размножения. Появившись на свет, она уже носит внучек-тлей в своем прозрачном тельце. Эти букашки способны на головокружительный всплеск рождаемости, который растения не могут оставить без внимания.
Один из сортов дикого картофеля обороняется от набега тли средством, которое военные обозначили бы как «оружие несмертельного действия». На внешней поверхности листа расположены мини-шипы — чувствительные железистые волоски, у которых надламывается кончик, как только тля дотронется до него. Больше тля уже ничего не сможет предпринять, потому что из железистого волоска начинают сочиться два вещества; они соединяются, между ними происходит химическая реакция, и продукт этой реакции накрепко склеивает тлю. Примерно так видят будущее военные: противника можно будет выводить из строя при помощи очень быстро затвердевающих пенистых веществ.
Так или иначе, защитная стратегия дикого картофеля срабатывает. На него так редко нападают тля и другие насекомые, что растениеводы размышляют над тем, как можно привить эту способность культурному картофелю, чтобы и он тоже мог ловить вредителей. - После еды мы пьем ароматный кофе, а живительный алкалоид кофеин, содержащийся в нем, вообще-то направлен против кофейных вредителей. К примеру, подопытные гусеницы, получившие пищу с добавлением кофе, стали гиперактивными, утратили координацию движений, а пауки-крестовики после приема кофеиносодержащего питания обрели бледный вид и не справились с задачей, когда им понадобилось сплести сеть. Работали они лихорадочно, но получалась у них беспорядочная паутина, лишенная какой-либо структуры. В некотором смысле я могу с этим согласиться: после двух кружек кофе мой почерк выглядит таким же бессвязным.
- В некотором смысле определенные растения ведут себя на удивление разумно. Они так регулируют производство яда, словно и вправду способны определять нужную дозу в зависимости от необходимого эффекта. Если растению грозит с трудом компенсируемый или даже непоправимый ущерб, оно производит максимальную концентрацию защитных ядов. И напротив: если последствия легко устранить, это же самое растение может себе позволить слабую защиту с минимальными порциями ядовитых веществ. Если кто-то из вас в задумчивости морщит лоб и ожидает какое-нибудь подтверждение этому заявлению, я его прекрасно понимаю. Приведу не такие уж и новые, но часто недооцениваемые факты.
Растения, произрастающие на плохих почвах с низким содержанием минеральных веществ, в основном содержат больше фенолов, препятствующих перевариванию. Они более ядовиты, и тому есть разумное объяснение — при скудном рационе (будь то недостаток азота, серы, фосфора, калия, кальция или магния) утраченную листву очень сложно компенсировать за счет новых процессов роста. Лучше полностью положиться на хорошую защиту и вовсе не допустить потерь. Так, в листьях бука, растущего на бедных песчаных почвах, содержится в десять раз (!) больше фенолов, чем у бука, уходящего корнями в хорошие известковые почвы. А растения, живущие на обделенных питательными веществами столовых горах Венесуэлы, содержат в листьях так много танинов, что эти вещества влияют на цвет воды в ручьях и речках, придавая им коричневый оттенок.
Самое интересное заключается в том, что каждое растение самостоятельно решает, насколько высоким должно быть содержание яда. Оно проверяет наличие питательных веществ в почве и в соответствии с этим определяет свою собственную защитную стратегию.
Это свойство было изучено на ивах. Черенки ивы с одного и того же куста генетически одинаковы, как близнецы, но ведут себя по-разному. В зависимости от качества почвы они регулируют содержание фенолов в своих листьях. Если почва скудная, защита выше, если питательных веществ в почве больше, листья содержат меньше яда — потому что во втором случае последствия повреждений легче перенести и устранить. Генетически одинаковые растения ведут себя как две разные личности — они взвешивают и просчитывают все наперед, желая извлечь из ситуации максимум пользы.
Как они принимают решения и какие клетки берут на себя подсчет концентрации фенолов, до сих пор не выяснено. Но несомненно, привычное представление о растениях как о пассивных живых существах, не способных делать собственный выбор, совершенно не оправданно. - Растения очень хорошо чувствуют, когда их кто-то обгладывает, и в ответ запускают производство яда. Это — одно из самых сенсационных открытий последних лет, которое произвело переворот в нашем представлении о растениях. Зеленые организмы распознают противника. Некоторые даже точно отличают разнообразные виды гусениц (которые мне, например, кажутся совершенно одинаковыми), и все для того, чтобы спасти свою жизнь.
- Иэн Болдуин уже давно прослыл одним из крупнейших исследователей растений. В 1982 году он, тогда еще молодой ученый, написал статью, которая принесла автору не только признание, но и множество злых и едких отзывов. Название звучало так: «Talking Trees», то есть «говорящие деревья». Бессмыслица, по мнению большинства его коллег. Предположение, что у деревьев есть нечто вроде языка общения, показалось им несерьезным и ненаучным. Мы еще увидим, что из этого вышло, но сегодня уже никто не сомневается в способности деревьев обмениваться информацией.
- Гусеница мандука вылупилась из яйца и впервые вгрызается в лист табака. Пережевывая пищу, она примешивает слюну к питательной каше, выдавая себя. По слюне табак узнает, что листья грызет не какая-нибудь гусеница — это его заклятый враг переходит в наступление. Надвигается опасность. Счет идет на часы.
Поэтому табак реагирует быстро: он почти прекращает затратное производство никотина, которое в любом случае ничего не даст при нападении этого противника, и в качестве первой экстренной меры добавляет в ткани листа вещества, препятствующие перевариванию. Таким образом, резкий рост гусеницы будет приостановлен, и табак выиграет время для решающего ответного удара. Подготовка отнимает у него десять часов. Теперь он готов рассылать крики о помощи. Табак посылает сигналы СОС в пустыню. Они уносятся далеко-далеко.
В общем-то, жаль, что их нельзя услышать. Сигналы тревоги имеют химическую природу. Табак смешал в своих листьях определенное ароматическое вещество, сочащееся наружу из миллионов устьиц. Несомое воздушными потоками и вихрями, оно поднимает тревогу. Душистая сирена. Беззвучная, но назойливая — для восприимчивых носов.
В обычные представления о растениях это как-то не вписывается. Ведь запах выделяется зелеными листьями, а не цветами. Аромат образуется в ответ на действия гусениц, как реакция на их слюну. Аромат, способный передавать информацию. Нужно еще привыкнуть к тому, что растения отзываются на запахи и виртуозно играют на клавиатуре пахучих сигналов. При этом речь идет вовсе не о каком-нибудь побочном явлении — напротив, более трети углекислого газа, который растение забирает из воздуха, используется для производства ароматических веществ. А таковых, кажется, существует огромная палитра. На сегодняшний день идентифицированы более тысячи «слов» из растительного словаря запахов.
<...>
Ароматические «крики» о помощи замечены еще у кукурузы, томатов и огурцов. Кажется, они в ходу у всего растительного царства. Воздух на природе пронизан «зовами» цветов и листьев, бесчисленным множеством «криков» — не только приманивающих, но еще и предостерегающих, как мы увидим позже. Хаотический концерт ароматных посланий, к которому мы — увы! — глухи. Однако на нас никто и не рассчитывал. - ...после нападения личинок корни кукурузы выделяют газ, называемый «бета-кариофиллен». Он проходит под землей, находя нематод, а они, похоже, считают его привлекательным. Червячки, извиваясь, двигаются на встречу запаху. И будут за это вознаграждены. В корневой системе эти организмы обнаружат личинок, которые, правда, существенно превосходят их размерами, но здесь нематоды берут числом. При помощи ротового отверстия и глотки червячки высасывают все соки из своих жертв.
Растения — единственные существа, живущие одновременно внутри почвы и над землей. И в обоих мирах они посылают сигналы вспомогательным войскам. Компенсируя свою собственную неподвижность, растения призывают двигаться другие организмы. - Листья резуховидки Таля заболевают. Возбудители болезни — бактерии псевдомоны. Они вызывают мягкую бактериальную гниль, и уже через несколько дней листья арабидопсиса желтеют. Если, конечно, он бездействует.
Однако чаще всего арабидопсис наказывает обидчиков, посылая сигнальные вещества в корни, которые, в свою очередь, производят яблочную кислоту, а затем переправляют ее в почву. Кислота служит сигналом для почвенных бактерий бациллус субтилис (Bacillus subtilis) — их также называют сенными палочками. Целое войско этих организмов отправляется в путь. Обросшие жгутиками палочки плывут навстречу питательной яблочной кислоте и тонкой пленкой облепляют корни растения. Обычно это незаметно, однако Харш Бейс и его коллеги заставили бактерии светиться и таким образом смогли их сфотографировать.
Бациллус субтилис — почвенная бактерия с хорошей репутацией. Фермеры и садовники часто насыщают этими палочками почву, так как они производят антибиотики и целый ряд веществ, укрепляющих защитную силу растений. Как именно это происходит, до сих пор точно не известно. Однако в случае с резуховидкой Таля действие сенной палочки нельзя не заметить: мягкая гниль остановлена. Вещества, производимые «хорошей» почвенной бактерией, попали в корни, а затем и в листья, победив «плохие» организмы. - Могут ли растения как-нибудь объединиться, по-братски поделить почву и прекратить изматывающую корневую войну? На самом деле такие случаи бывают. Не так давно Сьюзан Дадли из Макмастерского университета (Канада) удалось сделать, на мой взгляд, сенсационное открытие. Объект ее исследования растет и цветет неподалеку от лаборатории, на песчаных берегах озера Онтарио. Это морская горчица. Понаблюдать за ее корневой конкуренцией нетрудно. Если растения выращивают отдельно в маленьких горшках, они образуют нормальные клубки корней. Если же, напротив, они попадают в общий горшок, подходящий им по размеру, корни распознают конкурентную ситуацию и растут, как и ожидалось, быстрее и гуще, чтобы опередить соседа.
Когда Сьюзан Дадли устроила противостояние брата и сестры, то есть ростков, произошедших от одного материнского растения, ситуация стала развиваться еще интересней. Поведение растений в общем горшке вдруг стало более терпимым, родственники как будто начали обходиться друг с другом великодушнее и миролюбивее: интенсивный корневой рост существенно снизился или вовсе прекратился. Родственники — таковы результаты — уступают друг другу больше пространства и питательных веществ. И это, как предполагает Сьюзан Дадли, бывает не только у морской горчицы.
Итак, на пашне, на клумбе или в цветочной кадке разворачивается безумная борьба. Там происходят подземные поединки и позиционные битвы, растения четко различают свои и чужие корни и даже узнают родственников. Семейные кланы держатся вместе. Пока еще неясно, как именно это удается корням, и здесь ученым открывается огромное поле для исследований. Нам гораздо больше известно об обитателях океанов и морей, чем о растительной жизни, протекающей у нас под ногами, хотя мы год от года кормимся зелеными организмами. - То, что цветки опыляют пчелы, шмели или бабочки,— не такая уж поразительная новость. Об этом известно каждому школьнику. Однако человеку, который первым обратил внимание на партнерство цветов и насекомых, пришлось нелегко. Над ним смеялись и подтрунивали, и он замалчивал свое открытие целых семьдесят лет. Речь идет о ректоре школы в городе Шпандау (сейчас это один из районов Берлина) по имени Христиан Конрад Шпренгель, жившем во времена Гёте. Вероятно, он был достаточно неприятным типом, постоянно пререкавшимся с окружающими. К тому же Шпренгель был холост и угрюм. Но ректор оказался гениальным человеком — одиночкой, сильно опередившим свое время. Даже сегодня, по прошествии двухсот с лишним лет, его книга для любознательного читателя — сплошное удовольствие.
«Раскрытая тайна природы» вышла в 1793 году в издательстве Фивега и содержала двадцать пять прекрасных гравюр на меди, каждая из которых занимала целую страницу. Книга была написана на немецком языке, хотя в те времена научные труды составлялись исключительно на латыни. Текст понятен и доходчив, а временами даже напоминает захватывающий очерк. И все-таки труд Шпренгеля постиг оглушительный провал, весьма досадный как для издательства, так и для автора. Ректор не получил даже авторского экземпляра, на что впоследствии неоднократно жаловался.
Неудачной оказалась основная идея Шпренгеля, заключавшаяся в том, что насекомые играют значительную роль в половой жизни цветов. Вероятнее всего, и специалисты, и дилетанты посчитали это предположение чрезмерно дерзким. Надо же — насекомые! Прекрасные величественные цветы зависят от маленьких, уродливых, копошащихся букашек! Одно с другим просто не вязалось, а потому, сознательно или неосознанно, гипотеза Шпренгеля воспринята не была. Для начала ученым нужно было договориться о том, что непорочные цветы представляют собой органы размножения растений. Некоторые биологи, после того как пали самые первые запреты, даже отважились предложить по-настоящему рискованные формулировки. Например, шведский ботаник Карл Линней еще задолго до Шпренгеля писал о «прелюдии растительного оплодотворения» и называл цветок «брачным ложем», а тычинку — «супругом».
Все бы хорошо. Но тут появляется наш ректор, утверждающий, что мерзкие мохнатые насекомые вмешиваются в любовные оргии растений. Подобная бессмыслица могла возникнуть только в голове невежественного дилетанта.
Да хоть бы и так! Зато далекий от «истинной науки» педагог, изучавший «всего лишь» языки и теологию, был свободен от знаний и мнений, руководивших ученым миром его времени. Он мог полагаться только на собственную голову, и прежде всего — на зрение. Шпренгель был помешанным на деталях наблюдателем. Каждую свободную минуту его тянуло на свежий воздух к «диковинкам флоры» — ректор стремился, выражаясь его собственными словами, «поймать природу с поличным». - Растения — чемпионы в производстве разнообразных запахов, и отсюда нетрудно сделать вывод, что они еще и чемпионы по их восприятию. Внимая ароматам, растения могут установить связь друг с другом, узнать, что требуется собратьям, и поделиться с ними необходимым. Они даже могут «выкрикнуть» что-то с помощью пахучих «слов».
Прекрасный пример подобного «крика» могут продемонстрировать две мексиканские лимские фасоли, растущие по соседству. На одну из них напали, и она испускает пахучий «крик», а другая воспринимает его как предупреждение и реагирует соответствующим образом — готовится и вооружается. - 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. - 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.
Однако интересней всего вопрос: когда именно она захлопывается? Откуда растение узнает о том, что это нужно сделать именно сейчас, в это самое мгновение? Оно действительно чувствует добычу. На внутренней стороне каждой половинки листа находятся по три чувствительные щетинки. Насекомое, обследующее цветок, неизбежно дотронется до одной из них. Рассуждая логически, можно подумать, что ловушечный механизм срабатывает немедленно. Однако венерина мухоловка не торопится. Она будто бы не доверяет своим ощущениям. А вдруг это дождевая капля? Или комок земли, подброшенный в воздух пробегавшим мимо животным? Растение выжидает — целые сорок секунд. Если за это время до щетинки дотронутся еще раз, значит, на листе живое насекомое, и венерина мухоловка тут же реагирует на его присутствие. До сих пор остается загадкой, как работает кратковременная память растения, как безмозглая венерина мухоловка в течение сорока секунд может помнить о том, что до нее уже кто-то дотрагивался.
Если это был всего-навсего камешек, всегда есть шанс устранить недоразумение. Если жертва по вкусу не похожа на живой организм — то есть если рецепторы в стенках листа не отреагируют на белок,— ловушка снова откроется. Всего за полчаса. В противном случае лист мухоловки останется закрытым на несколько дней, пока пепсин и другие пищеварительные ферменты не растворят жертву.
Более ста двадцати лет назад Чарлз Дарвин пришел в восхищение от венериной мухоловки и ее хищного поведения. Он знал, что у этого растения нет нервных волокон. Но с помощью какого механизма чувствительные щетинки дают команду захлопнуть ловушку? Как они информируют клетки по всей длине «шарнира»? А «зубы» на краю листа? Дарвин перепоручил эту проблему Джону Бердону-Сандерсону, выдающемуся врачу из Университетского колледжа Лондона, и тот сделал сенсационное открытие: непосредственно после раздражения чувствительной щетинки по створкам листа распространяются электрические импульсы — и не просто импульсы, а точно такие же, какие возникают в нервных клетках животных и людей, короткие волны напряжения, стремительно перемещающиеся по нашей нервной системе, при этом не угасая и не изменяясь. Эти нервные сигналы активируют наши мышцы, передают информацию об ощущениях или сообщают мозгу о состоянии нашего организма. - Осторожно, словно взрывоопасную бомбу, мы размещаем мимозу на операционном столе. Над миской с жидким эфиром. Плавно, миллиметр за миллиметром опускаем колпак. Пытаемся дышать как можно реже, чтобы пары эфира не попали в легкие. Неужели сознание немного помрачилось? Да нет, только показалось. Наконец можно вздохнуть спокойно. Мимоза уже под наркозом, и ее листья не сжались.
Через час Моника отваживается на решающий тест. Поначалу сдержанно, а затем все сильнее анестезиолог ударяет по перьевым листочкам: они не шевелятся.
— Пациентка анестезирована,— заключает Моника голосом профессионала.
И, чтобы понять, насколько глубок наркоз, она, взяв в руки ножницы, делает надрез на одном из перьевых листочков — вмешательство, которое в обычном случае вызвало бы бурную реакцию, причем не только у перьевых листьев. После такой раны даже стебли поникли бы. Но сейчас — ничего. Никакого движения.
Мимозу можно одурманить, как животное или человека. Ошеломляющий результат. Что означают электрические импульсы у растений? Может, за ними кроются когнитивные или психические способности, о которых мы до сих пор не подозревали? Сорок лет назад эта тема стала мировой сенсацией. - Растения достигли равновесия в сосуществовании с противниками. Однако на полях человек не допускает подобных взаимоотношений. Мы требуем полной победы над вредителями и сорняками и пытаемся сами одержать верх над ними с помощью пестицидов и средств для уничтожения растений, конкурирующих с нашими культурами. Мы хотим преобладать, а не сосуществовать, и наш разум подсказывает причину для такого поведения: вести сельское хозяйство иначе убыточно и негуманно. Убыточно — потому что в этом случае можно не выдержать рыночной конкуренции, а бесчеловечно — потому что, только развивая сельское хозяйство, можно победить голод. Однако повышенные урожаи приводят к росту населения и тем самым повышают количество ртов, которые нужно избавлять от голода, стремясь к еще более высоким урожаям. Этот дьявольский круг разуму Homo sapiens до сих пор не удалось разорвать, за что нам приходится расплачиваться собственным здоровьем. С этой точки зрения растения намного умнее нас.