Растения умеют видеть, слышать и помнить — тайны ботанического мира

Одно из основных различий между растениями и животными — реакция на внешние раздражители. У людей есть мозг и центральная нервная система, а у растений все это отсутствует. Однако они все же способны обрабатывать информацию и реагировать на нее. Хотя у растений нет таких «чувств», как у нас, мы постараемся найти параллели и расскажем об их аналогах в растительном мире.

Как слышат растения

До недавнего времени было мало что известно о том, как растения реагируют на различные звуки, но исследователи продемонстрировали интересные результаты. Хотя не существует известного механизма, позволяющего растениям слышать, они все-таки на это способны.

Так было установлено, что горох направляют свои корни в сторону шума движущейся воды, даже если это воспроизведение записи. Ученые из Университета Миссури (США) записали звук гусеницы, поедающей листья, и воспроизвели его рядом с неповрежденными кустами арабидопсиса. Контрольная группа подвергались записи шума ветра и других насекомых, не являющихся хищниками. Растения, слышавшие звуки жевания, отреагировали выработкой тех же защитных соединений, которые они производят при реальном нападении гусениц.

Исследовательская группа Тель-Авивского университета (Израиль) обнаружили, что энотера слышит потенциальных опылителей. Ее цветки повышали уровень сахара в нектаре, когда слышали запись жужжания пчелы.

Растения могут помнить

Растения сохраняют воспоминания о событиях — не в централизованном мозге, которого у них нет, а распределенно по всему организму. У представителей флоры действительно есть память. Многолетники помнят, когда нужно начать цвести и «знают», что цветение до того, как опылители вновь выйдут из зимней спячки, будет непродуктивным. Очень многие растения производят белки, которые позволяют им «запомнить», сколько дней прошло с момента последнего воздействия холода, и начинают расти только тогда, когда считают это безопасным.

Как растения ощущают эмоции

Конечно же у растений нет лимбической системы, которая создает эмоции и воспоминания на основе сенсорного опыта, как у человеческого мозга. По этим причинам у растений нет сложных эмоций, таких как радость, грусть и т.д. Когда вы косите газон или обрезаете деревья, растения не злятся на вас, но они производят летучие соединения, выделяющееся при нападении травоядных животных. Считается, что такие вещества привлекают хищников, которые нападают на травоядных.

Как проявляется осязание у растений

Растения могут делать это совершенно иначе, чем животные, без нервных клеток и совсем на другом уровне, и все-таки они ощущают. Разные виды по-разному чувствуют прикосновения и реагируют на него. В частности, они способны определять препятствия (камни, валуны или другие растения) и обходить их, либо цепляться за них, а также ощущать внешние стимуляторы, такие как ветер. Это показательно у вьющихся видов, ищущих опору, за которую можно было бы зацепиться усиками или обвиться. Другие растения, такие как арабидопсис, испытывают стресс от прикосновения, и это замедляет их рост. Многие виды распространяют свои корни по земле, избегая камней и ядовитых химикатов.

В серии экспериментов отдельные растительные клетки показали реакцию на прикосновение тонкой стеклянной палочкой. В качестве реакции они посылали медленные волны сигналов кальция другим растительным клеткам. Когда стимуляцию прекратили, волны стали гораздо более медленными. Таким образом было выявлено, что растение ощущает, когда прикосновение начинается и заканчивается.

Кроме того, есть виды, которые полностью доказывают, что растения чувствуют прикосновения. Мимоза стыдливая складывает листы, если их потрогать, за что и получила свое прозвище. Венерина мухоловка также эволюционировала таким образом, что позволяет ей чувствовать прикосновения насекомых. При этом она имеет механизм двукратного касания, который позволяет ее игнорировать попадающий в нее мусор.

Как растения чувствуют вкус и запах

Как известно, растения производят себе пищу в процессе фотосинтеза, поэтому им не нужно ощущение вкуса как таковое. Ощущение вкуса и запаха у организмов зависят от обнаружения химических веществ специализированными рецепторами, и они неразрывно связаны. Растения используют аналогичный метод для множества важных для себя целей, в том числе для обнаружения питательных веществ в почве и предотвращения разрастания корней рядом с опасными соединениями. Ученые говорят, что растения могут даже «унюхать» своих соседей и «узнать» своих родственников.

Как растения могут видеть

Большинство животных в значительной степени полагаются на обоняние, но зрение, несомненно, служит самым важным чувством для ориентации в окружающей среде. У растений нет глаз и они не видят так, как мы. Однако умеют улавливать широкий диапазон длин волн света от ультрафиолетового до инфракрасного. Один из наиболее характерных примеров — подсолнухи, демонстрирующие гелиотропизм (цветок всегда обращен к солнцу и поворачивает в направлении него). Отслеживание движения солнца позволяет растению максимизировать количество солнечного света для фотосинтеза.

Растения, выращенные в помещении при искусственном освещении, часто выглядят иначе, чем те, что растут на открытом воздухе при естественном свете. Еще один удивительный пример — бокила трехлистная, которая успешно имитирует растения, на которых растет. Кажется, что у растения «хорошее зрение», ведь оно способно в точности имитировать даже бумажные и пластиковые цветы! Это звучит как волшебство, и вопрос, как оно это делает, остается открытым.

Как растения говорят

Удивительно, но ученые предполагают, что растения также общаются с помощью звука. Звук получается от вибрации в воздушных волнах, которые растительные клетки могут производить в процессе эволюции, а растительные волокна — обнаруживать.

Недавние исследования коммуникации растений показывают, что некоторые из них излучают высокочастотные звуковые волны. Исследования проводились на томатах и табаке, и показали, что они издают звуки во время засухи или когда у них отрезают листья.

Эти звуки характеризуют как ультразвуковой эквивалент хлопков пузырчатой ​​пленки. В хороших условиях, они издают менее одного звука в час, но при стрессе звуков становится гораздо больше, от 30 до 50 в час. Наблюдается это явление после двух дней без воды, а пик хлопков приходится на пятый или шестой день, затем стихает по мере высыхания растения. Ученые предполагают, что нехватка воды или внезапная рана могут побудить растения производить характерные хлопки, на которые способны отреагировать находящиеся поблизости существа.

Однако точная причина хлопков до сих пор не установлена, другие исследователи предполагают, что подобные звуки не издаются растением целенаправленно, а появляются механически, вследствие усыхания растения.

Растительный «интернет»

Одной из наиболее важных составляющих отношений между растениями — микоризная связь между грибами и корнями растений. Она присуща примерно 90% видов флоры.

Через такие сети растения общаются с самими грибами и другими растениями, передавая питательные вещества, такие как азот, углерод и фосфор, и посылая сигналы стресса. Это помогает стимулировать рост растений, улучшать заживление ран и предупреждает об опасности.

Некоторые исследователи предполагают наличие «материнских деревьев» (самые старые и крупные деревья в экосистеме), которые активно помогают молодым выжить. Такая подземная сеть настолько обширная и сложная, что затмит наш человеческий интернет.

Бывает ли растениям больно

Если ответить односложно то, нет. У растений нет мозга или болевых рецепторов, которые могли бы позволить им ощущать боль. Однако то, что они действительно чувствуют, когда их стригут, пилят или объедают вредители— это стресс. Когда растения каждый день сталкиваются с чем-то, что мешает их существованию, они действительно стрессуют.

По сути, они воспринимают влияние, способное «навредить» им, другими способами, отличными от «боли». Таким образом травмированное растение — это не растение, испытывающее боль, а растение в состоянии стресса.

Источник