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.

---

Оранжерейная повилика, похоже, уже все усвоила и теперь усиленно занимается размножением: маленькие белые цветки целыми пучками распускаются прямо на ее «нитках», будто их кто-то приклеил. Такими же чужеродными кажутся капсулы с семенами, которые при малейшем прикосновении лопаются, рассеивая по земле новое поколение повилик. В целом отличная стратегия. Все портит лишь эта небольшая деталь — угроза смерти, нависающая над молодой повиликой в первые три-четыре дня. Она и есть ахиллесова пята зеленой паразитки. В ранний период побег повилики не длиннее человеческого пальца. В этом случае шанс натолкнуться на томат или другую культуру очень мал. Лотерея с минимальной вероятностью выигрыша. И тем не менее кускута часто становится победителем в этой игре.

Именно победоносность повилики и навела Консуэло на размышления, которым в дальнейшем суждено было стать звездным часом ботанических исследований. Что может предпринять побег, чтобы увеличить вероятность встречи с томатом?

«Поначалу у нас не было ничего, кроме этой безумной идеи, — с улыбкой признается Консуэло. — Мы с Марком однажды проиграли ее за бокалом вина».

Марк Мешер — коллега и муж исследовательницы, а «безумная идея» заключалась в предположении, что побег повилики каким-то образом способен узнать, где находится ближайший к нему томат, и может интенсивно расти в заданном направлении. Таким образом можно не отдаваться на волю случая и существенно увеличить свои шансы на выживание.

Это звучит так, будто мы ведем беседу об иных мирах, где растения наделены сверхъестественными способностями. Однако Марк и Консуэло уже давно исследуют взаимодействие зеленых организмов с окружающей средой и то, как они получают сигналы или же посылают их сами. Об этом еще пойдет речь — в любом случае теперь стало яснее, как ботаникам могла прийти в голову столь безумная идея.

— Самое прекрасное в этой догадке то, — считает Марк, — что ее очень легко проверить. Нам нужно было лишь высадить и вырастить побег повилики рядом с ростком томата. Мы это сделали и сфотографировали процесс. Через каждые две минуты — новый снимок.

На результаты можно посмотреть. Сидя перед компьютером Консуэло, мы пронаблюдали три дня из истории соседских отношений — как фильм, снятый рапидом, когда время действия сжато всего до нескольких минут. Росток томата словно бы дышит: он ритмично поднимает и опускает листья и при этом беззаботно тянется ввысь. Совсем иначе ведет себя крошечный, всего в миллиметр, побег повилики. Белый кончик его ростка-нитки выглядывает из почвы сантиметрах в десяти от томата: нетерпеливо и нервно, как кажется со стороны, он растет вверх круговыми поисковыми движениями, подобно фасоли и другим ползучим растениям. А потом наступает момент, повергающий нас почти в детский восторг и вызывающий такие глубокомысленные комментарии, как «ух ты!» или «с ума сойти!». Побег на мониторе, словно услышав некий оклик, вдруг начинает расти в другую сторону. Каким-то образом сориентировавшись, он поворачивает вбок и целенаправленно приближается к томату, причем кончик побега совершает те же круговые движения, что и до этого, — его желтоватая нить напоминает лассо. Так едва ли пропустишь цель. Побег «пристыковывается» и многократно обвивается вокруг стебля томата, как обычно делают все ползучие растения. Так идея из безумной стала гениальной: кускута учуяла томат и стала активно двигаться в его сторону.

Естественно, Марк и Консуэло захотели узнать, как повилике это удается. Какие органы чувств она «включает» для распознавания жертвы? На обманку — бумажный томат, очень похожий на настоящий, — кускута никак не отреагировала. Как и на окрашенные жидкости в стеклянных сосудах. Даже влажность и температура оставили ее равнодушными. Все это укрепило Консуэло в догадке, которая возникла с самого начала: повилика находит своего хозяина по запаху. Растения усеяны миллионами маленьких отверстий, сквозь которые зеленые создания осуществляют газовый обмен с окружающим воздухом. А может, эти устьица действуют как нос и воспринимают ароматические вещества? Это вполне вероятно. Но как добыть неопровержимые доказательства?

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.

3. Защита: сторожа из животного мира

Гвардейцы акаций

Что толку от хорошего питания, если сам становишься пищей для других? Это и вправду серьезная угроза для растений. Не только мы радуемся отличному урожаю, его с благодарностью пожинают и свыше трех миллионов видов насекомых, питающихся растениями. Я уж молчу о пяти тысячах видов млекопитающих, лакомящихся травой и листьями. Среди них полтора миллиарда особей крупного рогатого скота, а также слоны — каждый из этих гигантов за сутки поглощает сто пятьдесят килограммов зелени.

Сомнений нет, растительную пищу любят многие. Но растения — не просто еда, подаренная вегетарианцам матушкой-землей. Без зеленых организмов все травоядные животные умрут с голоду — это прописная истина. Затем мы лишимся тех, кто питается травоядными, а потом — тех, кто ест существ, питающихся травоядными, и так далее. Существование животных возможно лишь при наличии растений.

Одним лишь растениям удается творить жизнь, не убивая других живых существ и не используя их останки. В отличие от животных растения покрывают издержки своего существования только лишь запасами неорганического сырья и солнечными лучами. Это и гласит прописная истина: растения — основа всех пищевых цепей на Земле.