Стефано Манкузо - Революция растений

• Название: Революция растений
• Автор: Стефано Манкузо
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2019
• ISBN: 978-5-04-094383-8

Новая книга Стефано Манкузо также посвящена уникальным и неожиданным возможностям растений. Жизнь в экстремальных условиях, защитная маскировка от хищников, передвижение без потребления энергии, наконец, манипуляция животными и людьми – вот лишь то немногое, о чем рассказывает талантливый ученый. Книга наполнена потрясающими цветными иллюстрациями самих героев!

---

Чистец лесной, чье название на латыни переводится как «лесной колдун», успешно притворяется крапивой.

Эрнесто Джаноли отметил, что зафиксировать специфические характеристики каждого из листочков бокилы (например зубчатость) оказалось весьма непросто: растение ловко «создавало впечатление наличия зубчиков», как бы рисуя их по краю листочка. Открытие этого уникального поведение стало спусковым крючком для массы вопросов. Самый важный из них – это не как бокила смогла с такой скоростью изобразить соседа, но как она узнает, кем ей срочно надо прикинуться. В своей статье, впервые описывающей этот случай мимикрии, Эрнесто Джаноли и Фернандо Карраско-Урра выдвинули две гипотезы. Первая гипотеза предполагает, что бокила улавливает некие летучие вещества, испускаемые соседом, и начинает процесс мимикрии. Однако это предположение кажется маловероятным – бокила в лесу обычно окружена десятками растений с более или менее мощными эманациями летучих субстанций. Вторая гипотеза предполагает горизонтальный обмен генной информацией с растением, на котором пристроилась лиана бокилы, осуществляемый с помощью микроорганизмов; она кажется еще более невероятной. Итак, пока тайны артиста остаются за семью печатями.

У крапивы (Urtica dioica) листья и стебли покрыты жалящими волосками, таким образом она защищается от врагов.

В сентябре 2016 года мы с моим другом и коллегой, профессором Франтишеком Балушкой из Боннского университета (мы являемся соавторами около 50 научных работ), выдвинули предположение, объясняющее загадку: мы думаем, что у растения есть нечто, что можно назвать «зрением». Это может показаться невероятным и фантастичным, однако с моей точки зрения это может оказаться вполне реальным. Думаю, вам интересно, почему мы так считаем – попробую объяснить.

Еще в 1905 году знаменитый ботаник Готлиб Хаберландт (1854–1945) написал статью, вызвавшую большой скандал в научной, да и не только научной, среде, предположив, что растения способны воспринимать изображения, то есть наделены неким подобием зрительного восприятия. Эта способность возможна благодаря клеткам эпидермиса, которые имеют выпуклую форму, и могут передавать, как линзы, изображения на нижние клеточные слои. Хаберландт считал, что клетки эпидермиса растений служат чем-то вроде глаз (совсем простых, даже примитивных) – подобные глаза есть у многих беспозвоночных. Эта теория очень понравилась Френсису Дарвину (1848–1925), сыну великого Чарлза, и, как и его отец, действительному профессору кафедры физиологии растений Кембриджского университета. Френсис неоднократно упоминал эту теорию в своих статьях, подчеркивая ее научность и обоснованность.

На конгрессе в Дублине Френсис Дарвин в своем докладе поведал о способности растений запоминать события и вести себя определенным образом (я уже писал об этом в моей книге «О чем думают растения»), а Гарольд Уоджер (1862–1929), член Королевского общества, продемонстрировал пораженной публике многочисленные фотографии, для создания которых он использовал в качестве линз клетки эпидермиса различных видов растений. На фотографиях достаточно четко можно было увидеть портреты разных людей и пейзажи английской природы. Помимо оптических качеств клеток, фотоизображения показали, что наличие у растений примитивного зрения вполне возможно. А потом – ничего.

Фотографии, сделанные Гарольдом Уоджером при помощи клеток эпидермиса листьев некоторых видов растений. Сбоку – объявление о мероприятии в газете New York Times.

Как это часто случается в биологии с многочисленными теориями, особенно объясняющими жизнь растений, теория Хаберландта была благополучно забыта. Никто не озаботился ни доказательствами, ни опровержением. Возможно, предположение о том, что у растений есть зрение было слишком смелым и эксцентричным для научного сообщества того времени и не заслуживало, по мнению ученых, ни временных, ни финансовых затрат. Теория Хаберландта канула в Лету – она не была упомянута ни в одной статье на протяжении последующих ста лет. Умерла, так умерла. Однако целый ряд удивительных открытий, сделанных в течение последних пяти лет, подтверждающих на основе солидных доказательств возможность наличия зрения у растений, вновь вытащил ее на свет. Предположения Хаберландта о наличии у растений глаз стали в результате чем-то весьма более интересным и значимым, чем просто старая забытая теория.

Динофлагелляты – микроскопические водоросли, один из самых важных представителей фитопланктона. Некоторые виды обладают сложно устроенными глазами.

Некоторые признаки, характерные для глаз, структуры, похожие на роговицу и сетчатку, можно обнаружить в эпидермисе листьев и корней некоторых растений.

То обстоятельство, что растения, возможно, обладают рудиментарным зрением, как я уже писал, стало одним из наиболее вероятных объяснений изменчивой мимикрии бокилы. На самом деле эта функция, которую мы боимся признать у растений, есть у многих более примитивных одноклеточных организмов. Недавние исследования прокариота[7], цианобактерии Synechocystis sp. PCC 6803, доказали, что она способна оценивать яркость и цвет падающего на нее светового луча, и делает это с помощью многочисленных фоторецепторов. Клетка работает как микрообъектив, который измеряет свое местоположение по отношению к источнику света. Изображение источника света поступает через выпуклую мембрану клетки и проецируется на ее противоположную стенку, и провоцирует реакцию движения.

Другие одноклеточные организмы – эукариоты, имеющие более высокий уровень внутриклеточной организации, такие как динофлагелляты, – обладают уже весьма хитроумно устроенными окелоидами (протоглазами), которые функционируют посредством линзы и сетчатки, как настоящие глаза. У большинства беспозвоночных окелоиды заменяются настоящими глазами, устроенными более или менее сложно, но заметно отличающимися от наших глаз. На самом деле, сегодня, когда мы обсуждаем функцию зрения, следует учитывать, что в природе существует множество зрительных устройств, весьма разнообразных и несхожих между собой.

Итак, у нас есть все предпосылки для выводов о том, что растения (например, такие как бокила трехлистная) вполне могут обладать примитивной формой зрения.

Наверное, вам интересно узнать, подтвердилась ли моя гипотеза? Еще чуть-чуть терпения, осталось совсем немного, и вы узнаете, к чему привели научные изыскания. «Красивые теории разрушаются уродливыми фактами», – вспоминал Эйнштейн.

Растения, камни и цветные сигналы

Мимикрия в растительном мире встречается повсеместно: не все, конечно, способны устраивать столь яркие представления, как бокила, но, тем не менее, есть и другие удивительные артисты. Несомненно, заслуживает упоминания такое загадочное растение, как литопс. Об этом явлении в мире растений многие знают именно из-за его уникального камуфляжа. Литопс (название происходит от греческого lithos – камень, и opsis – внешний вид) – род из семейства Aizoaceae (Аизовые), он включает виды растений, произрастающих в пустынных зонах Намибии и Южной Африки. Речь идет о растениях, похожих, как намекает их название, на камни. И, помимо сходства с камнями, они проявляют свои удивительные способности к адаптации в других удивительных формах, что позволяет им выживать в пустыне. Литопсы растут в виде длинных колоний и имеют всего по два листочка, разделенные щелью, из которой растут цветы. Суккуленты бывают разных цветов (от зеленого до красновато-розового, серовато-бежевого и даже фиолетового, часто они покрыты полосками и пятнами); их листья прекрасно имитируют форму и оттенки мелких камней. Весьма вероятно, что вы видели их в магазине или на рынке, они обычно продаются под названием «живые камни». Для того чтобы выжить при высоких температурах и в условиях нехватки воды, эти растения сократили стебель до минимума, его небольшой кусочек спрятан под землей, и наружу торчат лишь листья, в основном их плоские верхние части – все, чтобы стать похожим на камешек. Листья литопса имеют даже специальные прозрачные кончики, лишенные хлорофилла – они позволяют лучам солнца проникать вглубь, во внутреннюю часть листьев, лишенную света.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.