Що болить рослинці?

Джек Шульц, професор університету Міссурі, стверджує, що рослини – це просто дуже повільні тварини. І це його повна цитата, без вирваного контексту. Його погляди, побудовані на дослідженнях, вилились в цікаву доповідь та низку статей, спільно із Олів’є Хамантом, дослідником рослин в університеті Ліона, що в Франції, та Деніелом Хамовітцом із Тель-Авівського університету в Ізраїлі.

Науковці стверджують, що рослини, в певному сенсі, поводяться як тварини, просто будова їхніх тіл надто відрізняється від нашої будови. Що не дивно, адже рослини почали свою еволюцію куди раніше, ніж інші живі істоти. Харчуючись вуглекислим газом та водою, котрих, в ті часи, на землі було вдосталь, рослини розвинулись як гігантські, монументальні істоти, котрі всього навсього викидали в атмосферу непотрібний їм оксисен, породивши в атмосфері вдосталь того хімічного елементу, без котрого життя у відомій нам формі було б неможливим. І тим не менш, із рослинами нас пов’язує добра половина спільних генів.

Повертаючись до теми того, як реагують рослини, вони боряться за територію, створюють пастки для полювання (м’ясоїдні рослини), харчуються, уникають хижаків, бояться. На думку Шульца, рослини – живі, а не просто елемент декору. «Аби переконатись в цьому, просто зніміть рослини на камеру пришвидшеної зйомки. Вони покажуть, що діють мов тварини» – заявляє Хамант.

В результатах досліджень Хайді Апеля та Рекса Кокрофта, колег Шульца з університету Міссурі, виявили, що запис звуків жування гусені приводили до того, що рослини виділяли спеціальний хімічний елемент, призначений для відлякування цих хижаків в світі рослин. «Ми довели, що рослини реагують на екологічно релевантний звук екологічно релевантною реакцією» говорить Кокрфорт.

Екологічна релевантність, або відповідність, дуже важлива. Консуело де Морес, з Швейцарського федерального інституту технологій в Цюріху, разом з колегами показали, що, крім здатності чути наближення комах, деякі рослини можуть чути їх запах або навіть запахи летючих сигналів, що випускаються сусідніми рослинами у відповідь на наближення комах.

Ще більш зловісним виглядає те, як в 2006 році було продемонстровано, що паразитична рослина – повитиця виноградної лози – винюхує потенційного носія. Потім повитиця звивається в повітрі, обплітає невдалого господаря і висмоктує з нього поживні речовини.

Здавалося б, чим ці дії відрізняються від наших? Рослини чують або чують щось, а потім діють відповідним чином, як і ми.

Але, звичайно ж, є істотна різниця. «Ми не знаємо, наскільки схожі механізми сприйняття запахів у рослин і тварин, тому що не знаємо багато чого про механізми у рослин», говорить де Морес.

У нас є носи і вуха. А що є у рослин?

Відсутність явних центрів сенсорного введення ускладнює розуміння почуттів рослин. Це стосується не всього – фоторецептори, які рослини використовують, щоб «бачити», досить добре вивчені – однак область в цілому, звичайно, вимагає подальшого вивчення.

Зі свого боку, Аппель і Кокрофт сподіваються знайти частину або частини рослини, які відповідають на звук. Ймовірними кандидатами є механорецепторні білки, які знаходяться у всіх рослинних клітинах. Вони перетворять мікродеформації, які народжуються звуковими хвилями, в електричні або хімічні сигнали.

Вчені намагаються зрозуміти, чи можуть рослини з дефектними механорецепторами все ще реагувати на шум від комах. Схоже, у рослин немає ніякої потреби мати щось таке громіздке, як вухо.

Ще одна здатність, яку ми поділяємо з рослинами, це пропріорецепція: «шосте чуття», яке дозволяє (деяким з нас) друкувати наосліп, жонглювати і знати, де в просторі знаходяться різні частини нашого тіла.

Оскільки це почуття не пов’язане з певним органом у тварин, а скоріше покладається на петлю зворотного зв’язку між механорецепторами в м’язах і мозком, порівняння з іншими рослинами буде вельми точним. Хоча на рівні молекул подробиці дещо різняться, у рослин теж є механорецептори, які виявляють зміни в своєму оточенні і відповідають на них відповідним чином.

У 2014 році група вчених Університету Лозанни у Швейцарії показала, що коли гусениця атакує рослину арабідопсис, вона запускає хвилю електричної активності. Наявність електричної сигналізації в рослини – далеко не нова ідея – фізіолог Джон Бердон-Сандерсон запропонував її як механізм дії венеричної мухоловки ще в 1874 році, але що дійсно цікаво, так це роль, яку відіграють молекули – рецептори глутамату.

Глутамат є найбільш важливим нейромедіатором в нашій центральній нервовій системі, і він грає точно таку ж роль в рослинах, за однією істотною відмінністю: у рослин немає центральної нервової системи.

Такі дослідження, звичайно, зустрічають абсолютно різні відгуки. Від надзвичайно критичних, до одіозних «законів про гідність росли» у Швейцарії. І хоча багато хто вважає такі терміни, як «рослинний інтелект» і «рослинна нейробіологія», більшою мірою метафоричними, їх зустрічають критикою. «чи думаю я, що рослини розумні? Я думаю, що рослини складні », говорить Хамовітц. А складність не варто плутати з інтелектом.

Рослини надзвичайно пристосовані для виконання того, що вони роблять. У них може не бути нервової системи, мозку та інших складних функцій, але вони перевершують нас в інших сферах. Наприклад, хоч у них немає очей, рослини на кшталт арабідопсису мають щонайменше 11 типів фоторецепторів, в той час як ми – всього 4. Це означає, що їх зір складніший за наш. У рослин інші пріоритети, і їх сенсорні системи це відображають. Як зазначає Хамовітц в своїй книзі, «світло для рослини – це не тільки сигнал; світло – це їжа ».

Тому хоч рослини і стикаються з такими ж проблемами, як тварини, їх сенсорні здібності сформовані їх основними відмінностями. «Вкоріненість рослин – той факт, що вони не рухаються, – означає, що їм потрібно бути куди більш обізнаними про своє середовище, ніж мені або вам», говорить Хамовітц.

Щоб повною мірою оцінити, як рослини сприймають світ, важливо змінити парадигму відношення до рослин. Небезпека в тому, що якщо люди будуть порівнювати рослини з тваринами, вони упустять цінність перших. Рослини потрібно визнати цікавими, екзотичними і дивовижними живими істотами, а не предметами меблів. І в меншій мірі – джерелом людського харчування і біопалива. Таке ставлення пішло б на користь усім. Генетика, електрофізіологія і відкриття транспозонів – лише кілька прикладів областей, які почалися з досліджень рослин, і всі вони виявилися поворотними для біології в деякій мірі.

З іншого боку, усвідомлення того, що у нас може бути дещо спільне з рослинами, може стати можливістю визнати, що ми більшою мірою рослини, ніж думали, так само, як рослини в більшій мірі тварини, ніж ми думали.

«Можливо, ми більш механістичні, ніж звикли вважати», укладає Хамовітц. На його думку, ці подібності повинні натякати на дивовижну складність рослин, а також на загальні фактори, які з’єднують все життя на Землі. І тоді ми почнемо цінувати єдність в біології.