Если вы до сих пор считаете идею о том, что растения обладают разумом, является невероятной, то эта статья для вас! И это не псевдонаучная писанина, некоторые широко уважаемые современные ученые и философы доказывают обратное.
Для современной науки сложно доказать предположение, что у растений нет разума, поскольку для этого требуется четко понимать, что могут делать растения и что такое разум. Некоторые исследования доказывают, что растения могут быть разумными, так как они демонстрируют когнитивное поведение, похожее на поведение разумных организмов, а так же обладают сосудистой системой, которая функционально эквивалентна нервной системе животных.
Начнем с того, что растения способны в ответ на различные раздражители создавать электрические сигналы и запускать их. Механизмы потенциалов действия (ПД) у высших растений мало изучены, хотя исследования в этом направлении велись с конца XVIII века. В 1791 году Луиджи Гальвани предоставил первые доказательства того, что за «таинственной жидкостью», которая, как ранее считалось, опосредует сокращение мышц, скрывается электрический сигнал. Последующие эксперименты воодушевленных ученных привели к выводам, что биоэлектрическая природа животных и растений основана на одних и тех же принципах.
Потенциал действия (action potential) – это нервный импульс, при котором нервные клетки в ответ на те или иные стимулы генерируют электрический сигнал, который быстро распространяется по отросткам нейронов и передается от одного нейрона к другому при помощи специальных сигнальных молекул – нейромедиаторов – в местах межнейронных контактов (синапсах).
Биофизический взгляд на жизнь
Mimosa pudica, иначе называемая «электромимозой» было первым растением, у которого были обнаружены электрические сигналы, подобные нервным импульсам животных. Мимоза быстро складывает листочки в ответ на различные раздражающие стимулы. Когда трогают листья мимозы, похожие на папоротники, они мгновенно складываются, предположительно, чтобы отпугивать насекомых. Мимоза также сворачивает свои листья, когда растение роняют или толкают.
Впервые эти сигналы обнаружил индийский ученый-физик Джагадис Чандра Бозе (Jagadish Chandra Bose). Выдающимся вкладом в науку Дж. Ч. Бозе было то, что он первый в мире инициировал междисциплинарные исследования, где растения изучались с точки зрения физики — интегрированного биофизического взгляда на жизнь. Его исследования когерера (лат. cohaerere — сцеплять, тип детектора электромагнитных колебаний) привели к открытию общей природы электрического ответа на внешние раздражители как живых, так и неодушевленных объектов. Он был пионером в понимании электрических и механических ответов на стимуляцию, передачи возбуждения в растительных и животных тканях, а также в зрении и памяти.
В 2006 года в журнале Trends in Plant Science, вышла статья «Нейробиология растений: комплексный взгляд на сигнализацию растений» ( «Plant neurobiology: an integrated view of plant signaling»). Авторы статьи Эрик Д. Бреннер, американский молекулярный биолог растений; Стефано Манкузо, итальянский физиолог растений; Франтишек Балушка, словацкий биолог клеток; и Элизабет Ван Волкенбург, американский биолог растений — утверждали, что сложное поведение, наблюдаемое у растений, в настоящее время не может быть полностью объяснено знакомыми генетическими и биохимическими механизмами. Растения способны ощущать и оптимально реагировать на изменения окружающей среды, такие как свет, вода, гравитация, температура, структура почвы, питательные вещества, токсины, микробы, травоядные, химические сигналы от других растений. Изучение ответного поведения и является научной областью нейробиологии растений. Авторы указали, что в растениях были идентифицированы электрические и химические сигнальные системы, которые гомологичны тем, которые обнаружены в нервной системе животных. Они также отметили, что в растениях были обнаружены такие нейротрансмиттеры, как серотонин, дофамин и глутамат, хотя их роль остается неясной. Благодаря молекулярной геномике и клеточной биологии, а также открытиям в области химической и биохимической экологии, учёные проводят исследования на растениях, как поведенческих организмах, способных получать, хранить, делиться, обрабатывать и использовать информацию из абиотической и биотической среды.
Тайная жизнь растений
В 1973 году вышла в свет книга «Тайная жизнь растений» Питера Томпкинса и Кристофера Берда, в которой утверждалось, что растения — это разумные существа, которые испытывают эмоции, предпочитают классическую музыку рок-н-роллу и могут реагировать на невысказанные мысли людей, находящихся в сотнях миль от них. Кстати эта книга была в списке бестселлеров по версии New York Times в категории документальной литературы.
В своей книге Томпкинс и Бёрд описывали ряд экспериментов с растениями, утверждая, что они выявили необычные и мистические способности растений, такие как разумность и способность общаться с другими существами, включая людей. В этой книге описывались эксперименты бывшего эксперта по полиграфии ЦРУ Клива Бакстера, который в 1966 году, развлечения ради, на мой взгляд, подключил гальванометр к листу драцены, которое росло у него офисе. Случайно Бакстер обнаружил, что лишь обдумывая план «поджечь драцену», он мог заставить ее активизировать стрелку полиграфа, регистрируя всплеск электрической активности, что свидетельствовало о стрессе растения. Драцена настолько впечатлила Бакстера, что он и его коллеги продолжили подключать полиграфы к десяткам видов растений, включая салат, лук, апельсины и бананы. Он утверждал, что растения реагируют на мысли (хорошие или плохие) людей, находящихся в непосредственной близости, а в случае знакомых им людей — даже на большом расстоянии. В одном эксперименте Бакстер обнаружил, что растение, растущее рядом с другим растением на которое, в целях эксперимента, наступили, может выбрать наступившего (в книге, правда, значится, как убившего) из шести подозреваемых, регистрируя всплеск электрической активности, когда тот предстает перед ним.
В последующие годы несколько ботаников пытались воспроизвести «эффект Бакстера», но безуспешно. Что привело к кризису воспроизводимости в научных исследованиях. Таким образом, большинство представителей науки дискредитировали идеи «Тайной жизни растений» на долгие годы. Несмотря на это, многие американцы с середины 70-х начали разговаривать со своими растениями и играть для них Моцарта, а некоторые делают это до сих пор. Следует отметить, что такая дискредитация явилась блокировкой последующих научных исследований поведения растений на долгие годы, поскольку ученые стали опасаться любых исследований, выявляющих взаимосвязь между чувствами животных и чувствами растений.
Интеллект растений
Сознание величайшая загадка, с которой сталкиваются наука и философия до сих пор. Согласно гипотезе «Клеточной основы сознания» (CBC), Артура Ребера, Франтишека Балушка и Уильяма Миллера, сознание возникает на клеточном уровне в результате координации внутренних структур и процессов. По мнению авторов это не поздний продукт эволюции, а фундаментальная характеристика самой жизни, присутствующая вплоть до ее основных составляющих: клеток и даже некоторых макромолекул. Тезис о «клеточном сознании» является разрушительным тезисом, потому что может произвести революцию не только в биологии, но и в самой нашей концепции взаимоотношений между разумом и материей. Ведь если сознание является внутренним свойством клеток, то оно, вероятно, сыграло ключевую роль в формировании течения жизни на Земле.
«Если вы растение, наличие мозга не является преимуществом», — отмечает Стефано Манкузо, профессор Флорентийского университета, основатель Международной лаборатории нейробиологии растений, автор книг: «Революция растений», «О чем думают растения» и т.д.. В работах Манкузо описывает развитие у растений от пятнадцати до двадцати различных чувств, включая аналоги пяти, которые есть у людей: обоняние и вкус (чувствуют и реагируют на химические вещества в воздухе или на своем теле); зрение (по-разному реагируют на различные длины волн света, а также на тень); осязание (лоза или корень «знают», когда сталкиваются с твердым предметом); и звук. Эксперименты, проведенные в лаборатории Манкузо показали, что корни растений растут в направлении зарытой трубы, по которой течет вода, даже если внешняя часть трубы влагозащищена. Ученые предполагают, что растения каким-то образом «слышат» звук текущей воды.
Еще Чарльза Дарвин в 1880 году, в своей работе «Сила движения растений» писал: «Едва ли будет преувеличением сказать, что кончик корешкового корня... обладая способностью направлять движения смежных частей, действует подобно мозгу одного из низших животных; мозг, расположенный в переднем конце тела, получает впечатления от органов чувств и направляет несколько движений».
Исследования последних десятилетий дополнили эксперименты Дарвина с корнями или корешками молодых растений к восприятию гравитации, влажности, света, давления и твердости, обнаружили, что кончики корней растений могут ощущать объем, азот, фосфор, соль, различные токсины, микробов и химические сигналы от соседних растений. Корни, при возникающей опасности столкнуться с препятствием или токсичными веществами, меняют курс. Так же корни могут определить, являются ли соседние корни своими или чужими и даже корнями родственного растения.
Самые впечатляющие способности растения развили благодаря укоренению и неспособностью, буквально, подняться и перемещаться. Данный вид жизни определили, как «Сидящий образ жизни». Сидячий образ жизни объясняет необычайный дар растений к биохимии, превосходящий современные химические открытия. Многие лекарства, от аспирина до опиатов, происходят от соединений, разработанных именно растениями. Кстати, именно этот дар биохимический, по мнению Майкла Поллана в книге «Ботаника желания» и побуждает нас приобретать комнатные растения . Не имея возможности убежать, растения используют сложный молекулярный словарь, чтобы подавать сигналы бедствия, отпугивать и даже убивать врагов, а так же привлекать животных для выполнения различных услуг для них. Недавнее исследование в Science показало, что кофеин, вырабатываемый многими растениями, не только является защитным химическим веществом, но, иногда, и психоактивный препарат в их нектаре. Кофеин побуждает пчел запоминать определенное растение и возвращаться к нему, что делает их более верными и эффективными опылителями.
Сигнализация растений
Опыты, проведенные на растениях еще в 80-х годах прошлого столетия, показывали, что листья растений зараженных или погрызанных насекомыми, выделяют летучие химические вещества, которые подают сигнал другим листьям о необходимости организовать защиту. Такие предупреждающие сигналы могут содержать информацию и о «личности» насекомого, благодаря анализу слюны фитофага. В 2018 году в журнале Science вышла публикация международной группы исследователей из Японии и США «Глутамат запускает дальнодействующую кальциевую защитную сигнализацию растений». Данное исследование было направлено на изучение методов быстрой передачи сигналов на большие расстояния у растений, благодаря высвобождению глутамата. Аминокислота глутамат действует как возбуждающий нейротрансмиттер в центральной нервной системе позвоночных, облегчая обмен информацией на большие расстояния посредством активации каналов рецепторов глутамата. Аналогично растения ощущают локальные сигналы, такие как нападение травоядных, и передают эту информацию по всему телу растения, чтобы быстро активировать защитные реакции в неповрежденных частях.
Одним из самых интересных примеров подачи сигналов (несколько видов кукурузы и фасоль лима) — является химический сигнал бедствия, летучее соединение , когда на растения нападают гусеницы. Паразитические осы на определенном расстоянии улавливают запах, следуют по нему к пораженному растению и начинают медленно уничтожать гусениц. Ученые прозвали таких насекомых «телохранителями растений».
Интересный факт: если листья полыни обрезать весной, имитируя нападение насекомых, это вызывает выброс летучих химических веществ. И обрезанное растение, и его необрезанные соседи страдают значительно меньше от насекомых в течение сезона.
Исследования в области коммуникации растений направлены на то, чтобы снизить потребность в пестицидах у фермеров, находя очаги заражений на ранних стадиях и определенных растениях и, таким образом, не обрабатывать целые поля.