Рослини, які бачать, чують, відчувають запах
Рослини, за словами професора Джека С. Шульца, є дуже повільними тваринами. Шульц провів чотири десятиліття, вивчаючи взаємодію між рослинами та комахами. Вчений знайомий з особливостями такого процесу.
На думку дослідника, рослини здійснюють боротьбу за територію, перебувають у пошуку їжі, ухиляються від хижаків та ловлять видобуток. Подібно до тварин вони демонструють свою поведінку і можуть сприймати світ.
Думка вченого Олів'є Хаманта
«Щоб побачити все це, вам просто потрібно зняти швидкий фільм про рослину, що росте», — каже ентузіаст Олів'є Хамант, учений з Ліонського університету у Франції. Дійсно, камера з покадровим оглядом розкриває поведінку рослин у повному обсязі, про що може свідчити кожен, хто бачив серії фільму «Життя» Девіда Аттенборо.
"Для правильної реакції рослинам потрібні складні сенсорні пристрої, налаштовані на різні умови", - стверджує Шульц.
Отже, що таке рослина? Якщо ви вірите Данилові Чамовицю з університету в Тель-Авіві, то його існування не так сильно відрізняється від нашого.
Коли Чамовиць мав намір представити свою книгу 2012 року What's Plant Knows, в якій він досліджує, як рослини взаємодіють зі світом, він відчував певний трепет. "Я був неймовірно обережний щодо припущень про те, якою буде реакція громадськості", - говорить він.
Рослини можуть відчувати
Вивчення сприйняття рослин пройшло довгий шлях, починаючи з 1970-х років. Останні десятиліття до суду громадськості виноситься дедалі більше наукових праць, у яких описані почуття рослин. Мотивація написання таких робіт полягає не просто в тому, щоби продемонструвати, що «у рослин є почуття»». Замість цьоговиникає питання, чому і як рослина відчуває навколишнє середовище.
Хейді Аппель та Рекс Кокрофт, колеги Шульца в Міссурі, проводили дослідження щодо наявності у рослин слуху. «Суть нашої роботи полягала в тому, щоб обґрунтувати, чому рослини схильні до впливу звуку», — каже Аппель. Класична музика не має великого значення для рослини, але вплив голодної гусениці викликає іншу реакцію.
Вчені Аппель і Кокрофт встановили, що дзижчання гусениць викликає виділення з листя рослин хімічних речовин, які потрібні для відбиття нападів.
У нас є носи та вуха, але що є у рослини?
Консуело де Мораєс із Швейцарського федерального технологічного інституту в Цюріху, поряд зі своїми співробітниками, також стверджує, що рослини наділені почуттями. Паралельно з можливістю чути комах, що наближаються, вони мають і нюх. Рослини здатні відчувати запах летких сполук, що вивільняються сусідніми рослинами.
Дослідження, проведене у 2006 році, продемонструвало, як паразитарна рослина, відома як виноградна лоза, винюхує потенційного господаря. Лоза починає звивається в повітрі, перш ніж намотатися довкола господаря і витягти з нього поживні речовини.
«Зрозуміло, що у цих рослинах немає нічого особливого. Вони просто дихають або чують щось, а потім діють відповідно до ситуації, як і ми», — стверджує де Мораєс.
Чи є щось спільне у рослин та тварин?
Звичайно, рослини і тварини мають багато важливих відмінностей. «Ми дійсно не знаємо, наскільки схожі механізми сприйняття запахів у рослин та звірів, тому що ми не дуже розуміємося на механізмах, якими наділені рослини», — каже Де Мораєс.
Але деякі особливості науці все ж таки зрозумілі. Наприклад, фоторецептори рослин вивчені досить добре. Проте і ця область заслуговує на великі наукові дослідження.
Дослідники Аппель та Кокрофт сподіваються знайти ті частини рослини, які реагують на звук. Було виявлено зразки, які натякають на спільність представників рослинного та тваринного світу. Імовірними «кандидатами» є рецепторні білки, виявлені у всіх клітинах рослин. Вони перетворюють найдрібніші деформації, що генеруються звуковими хвилями, які огортають об'єкт електричними або хімічними сигналами.
Вчені перевіряють, чи можуть рослини з порушеними рецепторами реагувати на комах. Рослини, здається, не потрібний такий громіздкий орган, як вухо.
Інша здатність, яку мають рослини, — «шосте почуття». Їм наділені деякі з нас. Хоча молекулярна будова рослин дуже відрізняється від нашої, вони також мають механічні рецептори, які реагують на зміни в їхньому оточенні.
У 2014 році команда з Університету Лозанни в Швейцарії показала, що при атаці гусеницею рослини Arabidopsis у нього виявляється електрична активність, що, по суті, не є новою ідеєю», — стверджує фізіолог Джон Бердон-Сандерсон.
І тут провідну роль грають молекули, звані глутаматними рецепторами. Глутамат є найважливішим нейротрансмітером у центральній нервовій системі, але рослини не володіють нею.
Рослини і тварини складаються з напрочуд обмеженого набору молекулярних «будівельних блоків», які дуже схожі. Електричний зв'язок розвивався двома різними способами при використанні набору будівельних блоків, поява яких, ймовірно, передує розколу між тваринами тарослинами, що стався близько 1,5 мільярда років тому.
«Еволюція викликала розвиток певної кількості потенційних механізмів комунікації, і хоча ви можете використовувати їх по-різному, кінцева точка все та ж сама», — каже Чамовиць.
Усвідомлення того, що подібні подібності існують, і що рослини мають набагато більшу здатність сприймати навколишній світ, ніж здається на перший погляд, призвело до тверджень деяких учених про «рослинний інтелект» і навіть породило нову наукову дисципліну.
Наявність електричної сигналізації у рослин призвела до появи рослинної нейробіології (термін використовується, незважаючи на відсутність нейронів у рослин). І сьогодні існує безліч біологів, які проводять експерименти із рослинами з метою вивчення таких аспектів, як пам'ять, навчання.
Подібні наукові погляди навіть призвели до того, що вчені зі Швейцарії встановили керівні принципи, спрямовані на захист гідності рослин.
І хоча багато хто вважає терміни «рослинний інтелект» та «рослинна нейробіологія» метафоричними, вони все ще зустрічаються у працях багатьох біологів. Взяти хоча б висловлювання Чамовиця: «Думаєте, рослини розумні? Я думаю, що рослини складні. Складність всіх механізмів, якими наділені рослини, не слід плутати з інтелектом».
У чому полягає небезпека таких сміливих теорій?
Небезпека подібних теорій у тому, що зрештою рослини розглядаються як неповноцінні версії тварин, що повністю спотворює наше уявлення про рослинному світі.
У рослин можуть бути нервова система, мозок та інші особливості, які ми асоціюємо зі складністю, але вони виявляють перевагу в інших областях. Ми більш схожі на рослини, ніжнам хотілося б думати. Рослини мають різні пріоритети, та їх сенсорні системи є відбитком цього.
Тому, хоча рослини стикаються з багатьма з тих самих проблем, що й тварини, їх сенсорні вимоги однаково формуються за допомогою механізмів, що їх відрізняють. «Укорінення рослин передбачає те, що вони справді мають бути набагато краще обізнані про довкілля, ніж ви чи я», — констатує Чамовиць.
«Небезпека для людей, які проводять паралель між рослинами і тваринами, полягає в тому, що якщо вони продовжуватимуть подібну роботу, то можуть упустити справжню суть рослин», — каже Хамант.
«Я хотів би, щоб рослини визнавалися дивовижнішими, цікавішими, екзотичними живими істотами», — робить висновок учений. Генетика, електрофізіологія та відкриття транспозонів починалися з досліджень на рослинах, і всі ці наукові дослідження виявилися революційними для біології в цілому.
І навпаки, усвідомлення того, що у нас є щось спільне з рослинами, може бути можливістю визнати, що ми більш схожі на рослини, ніж ми хотіли б думати, подібно до того, як рослини схожі з тваринами.