Тактильные ощущения

Чтобы понять, испытывают ли растения тактильные ощущения, нужно ответить на два простых вопроса: чувствуют ли растения, если касаются каких-то предметов, и могут ли они осознанно дотрагиваться до предметов, чтобы получить о них какую-либо информацию?

В мире растений тактильные ощущения тесно связаны со слуховым восприятием и опосредованы небольшими чувствительными органами, называемыми механочувствительными каналами. Эти органы расположены во всех частях растения, но больше всего их содержится на поверхности клеток эпидермиса, находящихся в непосредственном контакте с окружающей средой. Эти специфические рецепторы активируются при прикосновении или при вибрации. Отсутствие специализированных чувствительных органов не говорит о том, что растение не обладает соответствующей чувствительностью, и наоборот, наличие рецепторов не обязательно подразумевает способность восприятия, хотя может говорить о ее потенциальной возможности.

Замечает ли растение, что до него дотрагиваются? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте проследим за поведением мимозы особого типа, Mimosa pudica, которую называют «стыдливой». Это представитель той самой группы, к которой Линней отнес росянку: это растение сжимает листья при прикосновении, как будто стесняется – отсюда и название.

Это движение листьев происходит за считаные секунды и не является условным рефлексом (например, листья не складываются, если их мочит дождь или обдувает ветер; до них действительно нужно дотронуться). Таким образом, это реальное поведение растения, но смысл его неясен. Кажется очевидным, что растение так защищается, но не понятно, от чего именно. Одни полагают, что это внезапное движение отпугивает растительноядных насекомых, другие думают, что мимоза выработала такую стратегию поведения, чтобы выглядеть менее аппетитной. Сейчас для нас не столь важно, какая теория верна. Важно то, что растение не только чрезвычайно чувствительно к прикосновению, но умеет различать разные стимулы и даже менять тип поведения, раскрывая листья, когда понимает, что опасности нет.

Первым ученым, обратившим внимание на удивительное поведение мимозы, был великий Жан-Батист Ламарк (1744–1829), к заслугам которого относится изобретение самого слова «биология».

Рассказывают, что он поручил своему молодому помощнику Августину Пирамусу де Кандоллю (1778–1841) погрузить на телегу несколько небольших кустиков мимозы, провести их по улицам Парижа и описать их поведение.

Рис. 3–4. Mimosa pudica с раскрытыми (слева) и закрытыми (справа) листьями. Листья закрываются в ответ на определенные тактильные стимулы

Де Кандолль спокойно выполнил поручение великого Ламарка: погрузил на телегу так много горшков с мимозой, как только смог, и провез их по улицам города. В каких-то местах во время прогулки он замечал нечто необычное. Поначалу, когда телега затряслась на булыжной мостовой, растения сложили листья, но затем вновь раскрыли их, казалось бы, привыкнув к тряске.

Объяснение было простым и очевидным, хотя и потрясло де Кандолля: растения быстро поняли, что движения телеги не представляют опасности, и поэтому перестали тратить энергию на бессмысленное сокращение листьев.

Наблюдение за мимозой, естественно, не единственный путь убедиться в способности растений реагировать на прикосновение. Хищные растения тоже демонстрируют яркий пример умения получать информацию о том, что происходит на поверхности листьев или цветов. Как мы видели, в таком случае цветы и листья функционируют как ловушки. Но когда срабатывает пружинка ловушки? Только в тот момент, когда насекомое находится на листе. Плотоядные растения умеют узнавать, когда что-то входит с ними в контакт, а также различать тактильные ощущения специфической природы.

Мы знаем, что такой же способностью обладают и многие другие растения. Многие цветы закрываются при контакте с опыляющими насекомыми и открываются лишь тогда, когда насекомые покрываются пыльцой. Это поведение тоже требует реакции на прикосновение. Так что зададим себе вопрос: если кажется очевидным, что растения имеют пассивную тактильную чувствительность, позволяющую им установить наличие инородного тела, нет ли у них и соответствующей активной способности, позволяющей намеренно ощупывать внешние объекты для получения информации о них?

Для ответа на этот вопрос лучше всего начать с наблюдения за поведением корней. Как мы уже отмечали, каждое растение имеет миллионы корней (иногда сотни миллионов), способных проникать в почву в поисках воды и питательных веществ и двигаться к ним (или от них, если речь идет о потенциально опасных веществах). Что происходит, если при движении к источнику пищи или воды корень встречает препятствие, например камень? Прекращается ли его рост? Изменяет ли он выбранную траекторию движения (например, от света или к свету)? Безусловно, нет.

Рис. 3–5. Усики Bryonia dioica

Лабораторные исследования показывают, что корень «касается» препятствия и продолжает расти, обвиваясь вокруг в попытке найти выход. За эту важную функцию отвечает корневое окончание, верхушка, которое обладает и многими другими удивительными возможностями, о которых мы поговорим позже, в главе 5. Таким образом, верхушка корня ощупывает препятствие, пытаясь понять его природу, и движется в соответствии с полученной информацией. Такая функция корней вполне понятна: если бы они не чувствовали почву и не умели обходить препятствия, как бы они могли расти на каменистой почве?

Существует ли аналогичная функция у других частей растения?

Что касается чувствительности надземной части растения, наилучшей иллюстрацией, безусловно, является поведение вьющихся растений (и всех растений с усиками). Рассмотрим, к примеру, горох. Это скромное маленькое растение выпускает множество нежных усиков, которые при контакте с какими-либо предметами мгновенно закручиваются, пытаясь обернуться вокруг них. Такое поведение характерно для многих растений, которые ощупывают предметы вокруг себя в поисках оптимальной опоры для роста и обхватывают ее. Нужны ли лучшие доказательства того, что растения обладают тактильным восприятием?

Данная способность весьма популярна в царстве растений. За последние 30 или 40 лет, с тех пор как стали проводиться соответствующие исследования, было установлено, что численность растений с таким поведением превышает численность прямостоящих растений и постоянно растет.

На минуту вообразите себя молодым побегом в чаще экваториального леса, где и встречается большинство вьющихся растений. Вы совсем маленькое растение, но перед вами стоит чрезвычайно трудная задача – дотянуться до света.

Рис. 3–6. Вьющееся растение ипомея пурпурная (Ipomea purpurea)

Простые вычисления показывают, что для выращивания достаточно высокого ствола вам понадобятся годы и колоссальные затраты энергии. Становится страшно? Но есть другое решение, легкий путь, который избирают вьющиеся растения. Как истинные лентяи, не способные преодолеть описанные выше трудности, они выбирают короткую дорогу – прикрепляются к уже выросшим стволам и вскоре достигают света, не затрачивая драгоценной энергии. Вам не кажется, что такое поведение не чуждо и некоторым людям?