Растения — как они общаются?

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Мы думаем, что любое растение — это живое, но не способное ни к активной реакции на окружающий мир, ни к общению существо. А потому деревья, например, обречены безропотно мириться с деятельностью человека. Однако это большое заблуждение. В реальности всё не совсем так.

Фото: растения — как они общаются, интересные факты
Древо древа упредит
В 1923 году известный русский и советский биолог Александр Гаврилович Гурвич не только открыл морфогенные поле (или биополе), но и доказал, что, в частности, луковицы, посаженные бок о бок, влияют друг на друга, активизируя обоюдное деление живых клеток.
Спустя долгое время, в 1979 году, американский эколог Дэвид Роудз экспериментально доказал, что растения не только могут друг друга подбадривать, но и предупреждать. В ходе опыта он сперва посадил гусениц коконопряда на ивовую поросль, а затем переместил их на соседние саженцы ивы. Одни подопытные деревца уже имели дело с этими паразитами, другие ещё нет. Как правило, если на дереве заводятся гусеницы, то у него меняется обмен веществ (метаболизм), из-за чего листья становятся более твёрдыми и волокнистыми — так паразитам сложнее их повредить. К недоумению Роудза, гусеницы с трудом объедали листья у всех ив — как уже имевших от них проблемы, так и не соприкасавшихся с ними. Учёный предположил, что поражённый паразитами саженец дал сигнал соседям о возможной атаке, от которой те не замедлили защититься: сделали свои листья неудобоваримыми для гусениц.
Хотя к умозаключениям Роудза учёные отнеслись со скепсисом, однако в их среде нашлись чудаки, проверившие эту «ересь» экспериментально. Так, в 1983 году британские исследователи Йэн Болдуин и Джек Шульц провели ряд опытов с саженцами тополя и сахарного клёна. Сперва учёные поместили растения в два бокса, там они их наблюдали, но не выявили между двумя группами испытуемых отличий. После чего экспериментаторы одну группу оставили в покое, а другую стали третировать: обрывать с саженцев листья. Затем боксы, в которых находились подопытные растения, были объединены. И в этой созданной учёными среде все деревья стали формировать более плотные листья. Результаты своих опытов Болдуин и Шульц не замедлили опубликовать, чем вызвали яростную отповедь со стороны ботаников.
Однако многие исследователи заинтересовались «еретической» идеей, согласно которой растения конструктивно общаются друг с другом. Они провели несколько десятков независимых экспериментов, неопровержимо подтвердивших этот не укладывающийся в голове факт.
В ходе таких опытов учёные выявили у растений врождённое «чувство локтя». Любимый объект исследований ботаников, недотрога бледная (арабидопсис), отращивает менее широкие листья, чтобы не затенять соседей, если эти соседи — родня. А вот когда рядом с арабидопсисами пытается произрасти чужак, то «свояки» интенсивно обмениваются сигналами, ускоряющими рост друг друга. Аналогично ведёт себя и морская горчица: её саженцы, все как один, в окружении себе подобных формируют умеренные корни, а вот среди чужаков — максимально разветвлённые.
Зачем растению помогать себе подобным? С чего ему подстраиваться пусть даже под родню? Ведь все произрастающие бок о бок растения конкурируют за ресурсы. Эти вполне резонные соображения долгое время мешали ботаникам принять уже не раз экспериментально доказанный факт: деревья, кусты находятся в активном и продуктивном диалоге с себе подобными.

Как дерево заговорило?

Изначально в мире флоры и речи не было о помощи родственникам, просто растения как могли боролись за выживание, противостояли проискам большого и враждебного мира. Что такое дерево? Биологическая система, состоящая из ряда элементов: ветвей, корней, ствола. А функциональность любой системы определяют не её элементы, а взаимосвязи между ними. Любое растение обеспечивает обратные связи между своими элементами выработкой летучих химических соединений, способных сообщать одной части растения, что на другую пришла беда. Помимо внутренней регуляции растения синтезируют летучие химические соединения, дабы привлечь или отпугнуть насекомых. Научившись воспринимать собственные сигналы, растение стало попутно ловить посылы соседей. Ему это давалось легко, если соседи оказывались роднёй: химический состав их сообщений был идентичен составу сообщений «слушателя» Эта практика увеличивала шансы выжить и оставить после себя потомство, а стало быть, со временем во флоре число «слышащих» росло. И сегодня растения, не способные к диалогу, слышащие только самое себя, встречаются лишь в окультуренной человеком среде: в естественных условиях они мало жизнеспособны. То же самое можно сказать и о людях, самопровозглашенных «царях природы».
Как выяснилось, растения способны к диалогу не только с себе подобными, но и с другими видами. Запах свежескошенной травы, который по нраву большинству людей, для растений — сигнал, предупреждающий и своих, и чужих о грядущей угрозе. Впрочем, на данном этапе большинство воздушных посланий растений друг другу учёные расшифровать не в силах. Диалог растений нам малопонятен, потому что он весьма содержателен: воздушные послания растений, воспринимаемые нами как запахи, состоят из множества ингредиентов. В 2011 году японские исследователи по одному изымали из смеси, которую выделяли съедаемые паразитами маргаритки, входящие в неё вещества. И отсутствие любого из них существенно снижало у их соседей активность генов, отвечающих за защиту. Можно сказать, что отдельные вещества, составляющие выделяемую растением летучую субстанцию, — это слова, а сама газообразная субстанция — предложения. Напомним, что предложение — это законченная мысль. Нет бессмысленного словоизвержения (пустословья) в природе. Воздушные сигналы растениями воспринимаются на расстоянии до 60 сантиметров. Этот факт в 2016 году экспериментально выявили биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Между тем растения общаются друг с другом не только по воздуху.

Знаете ли вы что…

Грибы вешенки и шиитаке выделяют водяной пар, который за счёт охлаждения воздуха создаёт конвекционные 4 потоки. Такой миниатюрный ветер способен поднять споры и переместить их на некоторое расстояние.

Лесной Интернет

В 2011 году учёные из Университета Бен-Гуриона (Израиль) сперва посадили бок о бок шесть гороховых ростков. Затем они завернули каждый из этих саженцев в полиэтилен, чтобы подопытные не могли обмениваться летучими веществами. После чего экспериментаторы внедрили в почву к одному из саженцев впитывающую воду субстанцию: была сымитирована засуха. Через 15 минут подопытный, как и следовало ожидать, закрыл свои устьица (устьица — поры, находящиеся на нижнем или верхнем слое эпидермиса листа растения, через которые происходят испарение воды и газообмен с окружающей средой, — прим. ред.). Его примеру, к удивлению учёных, последовал растущий рядом собрат, хотя его никто не подвергал негативным воздействиям. Минул час, и устьица закрыли все шесть растений. Получается, о том, что грядёт «засуха» и воду надо экономить, подопытные «услышали» через корни? Этот факт подтверждают дальнейшие опыты учёных: после того как они свели на нет соприкосновения растений корнями, устьица стали закрываться только у жертвы сымитированной засухи.
В ходе дальнейших изысканий учёные выяснили, что активное участие в подземной коммуникации растений принимают грибы. В дикой природе корни большинства растений грибы оплетают своими паутинообразными образованиями — гифами. Это взаимовыгодный тандем (симбиоз): гифы помогают корням лучше впитывать воду и питательные вещества, ну а корни через гифы передают грибам углеводы, получаемые в процессе фотосинтеза. Гифы способствуют не только водонасыщению у растений, но и обеспечивают их многосторонней коммуникацией.
В 2013 году британские ботаники показали, что соседи горошка, который заразили тлей, начинают выделять вещества, отпугивающие насекомых, уже спустя 24 часа после заражения товарища. Причём сообщение от пострадавшего доходило до соседей, даже когда они были связаны только через гифы, но не через корни.
В последние годы появляется всё больше доказательств того, что канал связи, Созданный паутинообразными отростками грибов, может объединять все деревья в лесу, прямо как всемирная паутина Интернет! Так, в 2009 году канадские геоботаники обнаружили, что при помощи гифов каждое дерево контактирует как минимум с десятком соседей на расстоянии 30 метров. Не каждый город может похвастаться такой плотностью интернет-соединения.
Причём через грибной канал связи растения активно контактируют не только с родственной, но и с чужеродной флорой. Более того, многочисленные эксперименты выявили весьма интересный факт: члены зелёных сообществ, сложившихся из нескольких видов растений, чувствуют себя гораздо лучше, чем деревья, растущие в однородной среде. Отдельные экземпляры в разнородных группах вырастают больше и быстрее, а общая эффективность фотосинтеза заметно выше.
В 2015 году канадские учёные из Университета Британской Колумбии выяснили, что в разнородных сообществах деревья, богатые азотом, углекислым газом и другими полезными веществами, делятся ими с менее успешными растениями. Учёные не исключают, что это грибы вынуждают растения к взаимовыручке. У них в этом явлении свой резон: чем активнее деревья обмениваются всевозможными питательными веществами, тем больше их перепадет грибам. Но окончательно принцип сложных взаимоотношений внутри растительных сообществ исследователям ещё только предстоит выяснить. Возможно, придёт время, и люди научатся расшифровывать послания растений…

Журнал: Тайны 20-го века №30, июль 2019 года
Рубрика: Зелёный мир
Автор: Игорь Белостоцкий

Метки: Тайны 20 века, дерево, связь, сигнал, британские учёные, общение, растения, грибы, ботаника, диалог, кустарник




Исторический сайт Багира Гуру, история, официальный архив; 2010 — . Все фото из открытых источников. Авторские права принадлежат их владельцам.