Фолькер Арцт - Умные растения

• Название: Умные растения
• Автор: Фолькер Арцт
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Природа и животные
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-91678-094-9

Как они заманивают и обманывают, защищаются и помогают друг другу.

Обычно мы не задумываемся об этом, однако растения вынуждены ежедневно решать чисто человеческие проблемы. Им нужно хорошо питаться, чтобы расти, защищаться от агрессоров и конкурентов, чтобы выживать, искать партнера, чтобы продолжить род, и в конце концов — заботиться о потомстве. Но как же растения, не обладающие ни мозгом, ни нервами, ни мышечной силой справляются с такими сложными задачами? Новейшие открытия демонстрируют, что у растений есть и аналог нервной системы, и своя мускулатура, и даже… нечто вроде мозга! В книге немецкого физика, писателя и телеведущего Фолькера Арцта впервые, причем наглядно и увлекательно рассказывается о том, как цветы, травы, кусты и деревья «придумывают» все новые решения своих повседневных проблем.

---

Отверстие-ловушка в пузырьках закрывается, подобно качающейся двери, управляемой посредством контакта с одним из чувствительных волосков, которые пушком покрывают область отверстия. Каким-то образом (точный механизм ученым пока неясен) даже при едва ощутимом прикосновении каждый волосок ведет себя, точно длинная и очень чуткая дверная ручка.

Дафния, на которую я нацелился, внезапно исчезла. Еще недавно она интересовалась ротовым отверстием пузырька, а теперь ее нет. Очевидно, она дотронулась до одного из волосков, и «дверь» открылась. Теперь «блошка» барахтается внутри ловушки, словно ее туда кто-то телепортировал. У нее нет никаких шансов спастись — «дверь» плотно захлопнулась. Дафния снаружи — и вот она уже внутри. Человеческий глаз не способен зафиксировать момент, когда это произошло. Ясно, что здесь нужна высокоскоростная камера. Пробил ее час, ведь наши глаза не приспособлены для таких наблюдений. Эти камеры словно сами управляют временем. Но в случае со сверхбыстрой пузырчаткой даже они справляются с трудом.

Сама по себе скорость — не проблема, речь идет о моменте включения. Когда, скажите на милость, надо нажать на кнопку затвора? Тут всегда либо слишком рано, либо слишком поздно. Зачастую помогает фотоэлемент, который автоматически включает камеру, как только объект съемки пересекает контролируемую зону. Но в случае с крохотной дафнией под микроскопом этот вариант тоже отпадает.

В тот момент мы сдались и отступили, однако ради «Умных растений» без колебаний предприняли новую попытку — с более высокими шансами на успех. Потому что с недавних пор вопрос включения камеры перестал быть проблемой. Современная видеотехника предоставляет почти волшебную возможность вернуть упущенные мгновения. Момент рукопожатия политиков, стартовый рывок на стометровке, молниеносная атака кобры. Или даже нападение пузырчатки. Ключевое слово здесь — режим «Reloop», или «повтор петли». Это нечто вроде короткого путешествия в прошлое. С технической точки зрения все достаточно просто. Видеокамера беспрерывно снимает, а через несколько секунд — скажем, через пять — она в течение следующих пяти секунд проигрывает уже записанный кусок, продолжая снимать то, что происходит в настоящий момент. Как если бы в камере стояла видеопленка с пятисекундным циклом записи. Убедившись в том, что «его событие» произошло, оператор переходит из режима «Reloop» в нормальный режим съемки с полной уверенностью, что камера зафиксировала предыдущий пятисекундный фрагмент. Иными словами, у вас появляется несколько секунд, чтобы отреагировать на запись, — именно на такой короткий период времени можно вернуться в прошлое. И в этом есть нечто пугающее.

Рудольф Дизель, наш специалист по сверхскоростным камерам, перехитрил пузырчатку при помощи режима «Reloop». Руди пришлось ждать аж несколько дней, чтобы несчастная дафния попалась в ловушку прямо под объективом видеокамеры. Зато съемка решающих миллисекунд прошла фактически без проблем. Дафния слегка касается контактного волоска, и он неудержимо протаскивает ее сквозь узкое ротовое отверстие. «Блоха» не в силах сопротивляться — поток воды заталкивает ее внутрь пузырька. Причина тому — давление, которое пузырьки создают после окончания процесса переваривания. Для этого они откачивают жидкость, а их стенки сжимаются — «капкан» снова готов к охоте. Ждет, когда кто-нибудь по неосторожности откроет «дверь».

Принесенные потоком воды организмы снабжают пузырчатку питательными веществами и минералами — и настолько щедро, что она может полностью отказаться от корней. Подобно кораблю-капкану, снабженному сотнями ловушек, она дрейфует по озеру, убивая дафний, личинок насекомых или коловраток. Я бы не удивился, если бы пузырьки также выделяли химические вещества-приманки, чтобы завлечь в ловушку побольше жертв. От пузырчатки можно ожидать всего чего угодно. Вывод: уловки хищных растений на удивление отточены и на первый взгляд даже кажутся проявлениями ума. Но правомерно ли в этом случае говорить об уме?

Повилика ищет томат

Изощренная техники ловли — итог эволюции, длившейся миллионы лет; эта техника не может быть результатом умственной деятельности отдельного живого существа. Каждое хищное растение — несомненно, удивительный, сложный организм, однако он не способен принять собственное решение, как-нибудь изменить стратегию охоты или приспособиться к обстоятельствам. Это исключает основное условие деятельности индивидуального интеллекта — способность выбирать один из нескольких вариантов. Например, с целью добиться преимущества или избежать потерь.

У высших животных, как известно, все иначе. Собаки способны выбирать, послушаться ли хозяина или продолжать обнюхивать дерево, прыгнуть ли в лужу, если туда угодила их палка, или остаться в сухом месте. Животные могут решать, есть ли смысл противостоять противнику или лучше сойти с его пути. В Новой Каледонии птицы семейства вороновых умеют даже выбирать «копательные» инструменты, в зависимости от размера углубления и личинки, которую они хотят достать.

Не стоит забывать и о коте Лео. Я не перестаю удивляться этому животному и тому, как избирательно он подходит к процессу питания. Мой кот всегда тщательно обнюхивает обе миски (в одной лежит сухой корм, а в другой — свежее мясо) и только после этого принимает окончательное решение. Иногда он снова поворачивается к первой миске и принюхивается еще раз, словно хочет убедиться в правильности своего заключения. Конечно, выбор корма — не самое интеллектуальное занятие, оно не требует особых размышлений и сложного анализа, однако подобное поведение невозможно без целого ряда когнитивных действий. Сначала кот Лео должен осознать, что существует два источника корма. Затем решить, какой из них больше удовлетворяет его сиюминутным потребностям, и, наконец, вернуться к выбранной миске, чтобы спокойно поесть.

Разве нечто подобное вообще возможно у растений? Чтобы они делали какой-то выбор? И в соответствии с ним выстраивали свое дальнейшее поведение? Или еще конкретнее: разве растения делают активный выбор в пользу одного источника питания, игнорируя другой? Такое трудно себе представить, ведь у зеленых организмов нет ни глаз, ни носа, ни мышц и прежде всего — отсутствует нервная система. Однако поездка в университет штата Пенсильвания кое-чему меня научила.

Мы вошли через шлюз дезинфекционного отделения и вытерли ноги о стерилизующий коврик. Теперь мы находимся в научной оранжерее университета. На полках выстроились сотни подопытных растений. Некоторые накрыты стеклянными колпаками. Журчит система полива, шумит кондиционер. С потолка свисают огромные тепличные светильники, которые могут сделать день более светлым или продлить его.

Расположение томатных кустов бесспорно притягивает внимание. Высокие, с ярко-красными плодами, они размещены у нас над головой на двух сдвинутых деревянных столах. Маленькие томатные джунгли. И место безмолвной драмы. Уже на первый взгляд ясно, что на кусты напало растение-паразит. Зелень томатов опутана паутиной желтоватых нитей, похожих на волоски, многократно обвившиеся вокруг стебля и отростков. Растительный хищник словно бы перекинулся мостом на соседний зеленый организм и взял в удушающий плен и его. Бесшумно и, казалось бы, не сдвинувшись с места. Но жгуты из желтоватых нитей демонстрируют такую динамику и завоевательный натиск, что я уверен: уже завтра они сделают несколько новых витков и продолжат беспощадно объедать своих «хозяев».

Сомнений нет, мы стали свидетелями разбойного нападения, пусть даже оно обнаруживается лишь на моментальных снимках. Впечатления настолько сильны, что я невольно становлюсь на сторону томатов и вопреки здравому смыслу вынужден бороться с негодованием, желанием назвать растение-паразит жестоким и отвратительным. Теми, кто дал ему такое название[8], наверняка руководили те же чувства. Некоторые еще пренебрежительно обзывают его «удавкой», «сосуном» и даже «заразихой». За всеми этими обидными прозвищами скрывается ползучее растение повилика (cuscuta), более чем сто пятьдесят видов которого по всему миру успешно демонстрируют, что паразитировать может и представитель растительного мира.

Консуэло ди Мораниш рада, что ее повилика произвела на нас впечатление. Она — профессор биологии, и враждебные чувства по отношению к растениям-паразитам ей чужды. Напротив, когда она описывает типичный жизненный путь кускуты пятиугольной (cuscuta pentagona) — как раз того вида повилики, который взбирается на наши томаты, в ее словах сквозят уважение и восхищение. Каждый побег повилики должен в кратчайшие сроки решить вопрос жизни и смерти. В течение трех-четырех дней он должен найти растение-хозяина (лучше всего томат), иначе он погибнет. Ему приходится иметь дело с такими сжатыми сроками (действительно, что такое три дня для растения?) из-за того, что запасы энергии и питательных веществ в его семенах ограничены. Оно расходует их всего за несколько дней, но, поскольку побег не образует ни одного листочка, вкладывая все силы в рост в длину, даже солнечный свет ему уже ничем не поможет. Единственный шанс для ростка — как можно быстрее добраться до молодого томатного куста и, обхватив стебель, присосаться к нему. Теперь самое сложное уже позади, можно тянуть петли и дальше, обустраивая новые заправочные пункты. Повилика даже обрывает свою связь с поверхностью почвы, потому что корни, как и листья, ей практически не нужны. Пищу она получает только из сока растения-хозяина, однако слишком усердствовать ей нельзя: гибель томата в конце концов обернется ее собственной гибелью.