В нескольких словах
Исследование 2011 года показало, что растения способны воспринимать вибрации, создаваемые грызущими их гусеницами, и реагировать на них, активируя защитные механизмы. Это открытие демонстрирует, что растения обладают более сложными способами взаимодействия с окружающей средой, чем считалось ранее, и «слышат» мир по-своему, без ушей.
В 2011 году два исследователя из Миссури совершили смелый шаг: прикрепили гитарные звукосниматели [усиливающие звук] к растению и доказали, что оно может «слышать». Идея, как и многие другие хорошие идеи, возникла случайно. Рекс Кокрофт, эксперт по коммуникации животных, изучал горбаток, насекомых весьма причудливого вида (…). Кокрофт заметил, что горбатки намеренно и с большой скоростью трясут брюшком, посылая вибрацию вниз по ветке дерева или древесного кустарника, на котором сидят. Эти вибрации распространяются по растению и воспринимаются другими горбатками, у которых очень чувствительные лапки, приспособленные для того, чтобы действовать как иглы фонографа. Кокрофт обнаружил, что это способ, которым эти насекомые говорят: «Привет, я здесь». По сути, они использовали растение как консервную банку-телефон. Это была очень интересная работа, но однажды все записи вибраций, которые Кокрофт пытался сделать, оказались загрязнены другим шумом. Это был какой-то скрежет. Он был ритмичным. И это были не горбатки. «Это было множество гусениц, грызущих листья», — сказала Хайди Аппель, ведущий исследователь из Университета Толедо в Огайо, которая начала сотрудничать с Кокрофтом. Ей пришла в голову возможность, которая ее заинтриговала.
Как насчет естественных или гуманитарных наук? Почему это плохая идея — заставлять нас выбирать
Гусеницы — это консервный нож мира насекомых. (…) Усиленное до громкости, различимой человеческим ухом, жевание гусеницы звучит как большие козлиные зубы, пережевывающие сухое сено, или как горсть гравия, которую растирают между ладонями. Наверное, это может быть странно приятный звук, как у мультяшного персонажа, жующего морковку. Напротив, без усиления он получается очень тонким. Звук укусов гусеницы заставляет лист вибрировать всего на две тысячных миллиметра.
Аппель познакомилась с Кокрофтом на семинаре в своем университете. Они представились друг другу, объяснив системы, которые изучали, что является обычным делом в социальных отношениях натуралистов.(…) Вместе они разработали серию экспериментов. Рассуждение было примерно таким: укусы гусениц — это вездесущий элемент в жизни растений, и они производят очень характерный звук. Акустические вибрации распространяются по растениям быстрее, чем любой другой сигнал, который они могут обнаружить. Не было бы для них выгодно иметь возможность воспринимать их?
Они вступали на зыбкую почву. Тень «Тайной жизни растений» все еще была очень длинной в мире ботаники спустя сорок лет после ее публикации. Вопрос о том, эволюционировали ли растения таким образом, что они могут слышать (или, по крайней мере, интерпретировать вибрации, которые мы понимаем как звук), поднял бы не одну и не две брови. (…) Аппель не является ярой сторонницей дебатов об интеллекте растений, которые захватили эту область. Она предпочитает, чтобы философы занимались этим, а ученые занимались своим делом, то есть исследованиями. (…) Растения и насекомые взаимодействуют в течение всего дня, каждый день и на всех этапах своих жизненных циклов. Вполне возможно, что это самые важные отношения в жизни как одних, так и других; в случае насекомых это утверждение верно, особенно если они из тех, кто пьет нектар или ест листья, что делает подавляющее большинство из них. Растения и насекомые составляют половину всех многоклеточных организмов на лице Земли. Поэтому не будет преувеличением сказать, что их отношения — одни из самых важных на планете. Когда Кокрофт и Аппель решили проверить слух растений, они имели дело с капустной белянкой, толстыми гусеницами травянисто-зеленого цвета, способными с огромной скоростью пожирать листья. (…) По мере продвижения они оставляют после себя негативное пространство в форме полумесяца, там, где раньше был зеленый лист. Если вы посмотрите на любой лист, вы увидите край, изрезанный полумесяцами, как бумажная снежинка. Здесь побывала гусеница и (ненадолго) насытилась.
Растению очень важно избежать этого неприятного демонтажа и не потерять все эти полезные хлоропласты. Хорошей новостью для растений является то, что они разработали множество изобретательных стратегий, чтобы положить конец разрушению, пока гусеница еще не доела, или, по крайней мере, чтобы не дать ей пригласить своих кузенов. Некоторые растения выделяют горькие дубильные вещества в попытке стать противными. Другие производят собственный репеллент от насекомых, который во многих случаях является той частью растения, которой мы, люди, наслаждаемся больше всего, например, орегановое масло орегано или острота корнеплода хрена. (…) Однако реакция листа на укус не ограничивается самим листом; укус запускает каскад гормональных изменений во всем растении, а это означает, что различные части растения должны иметь способ общаться друг с другом. Электричество могло бы быть объяснением, но даже скорость, с которой оно распространяется по телу растения (около 0,05 метра в секунду), ниже скорости некоторых реакций, которые наблюдали ученые. Похоже, что один из способов передачи этой угрозы — вибрации, которые мы воспринимаем как звук. Акустические вибрации распространяются с необычайной скоростью. В жестком древесном растении они распространяются со скоростью тысячи сантиметров в секунду, скорость, которая снижается по мере увеличения общей гибкости растения, но которая во всех случаях остается очень высокой. Можно ли сказать, что растения слышат своих захватчиков?
Чтобы выяснить это, Аппель и Кокрофт решили испытать арабидопсис чем-то, что съело бы его, не задумываясь дважды: гусеницей капустной белянки. Для эксперимента они решили использовать гитарные звукосниматели, настроенные на точную частоту жевания капустной белянки. В качестве контроля они подключили звукосниматели к другим арабидопсисам, листья которых оставили в тишине. В своем первом эксперименте они воспроизвели звук жевания гусениц, который посылал крошечные вибрации по всем листьям. Как они могли узнать, реагирует растение или нет? «Растение, подвергшееся нападению, может отреагировать мгновенно или принять к сведению случившееся, чтобы подготовиться к следующему разу и отреагировать раньше», — сказала Аппель. Поэтому они сняли гитарные звукосниматели и снова провели испытания, на этот раз с настоящими гусеницами. Затем им пришлось подождать, чтобы проанализировать листья в лаборатории и определить, выработали растения защитные соединения или нет. «Серьезно?» — воскликнула Аппель, увидев результаты. Она вернулась в лабораторию, чтобы попросить техника проверить цифры. Техник отправил их ей снова. Результат оставался невероятным. Сигнал был предельно ясен. Растения слышали гусениц. Она позвонила Кокрофту. «Ты не поверишь».
Они встретились и попытались обдумать все ошибки, которые могли допустить. «Возможно, растения реагируют на все, а не на конкретных насекомых», — заключила она. Они повторили эксперимент с множеством контрольных показателей. Они использовали маленький вентилятор, чтобы имитировать легкий ветерок; возможно, он тоже заставил бы растения активировать свою защиту. Они попытались воспроизвести звук брачной песни цикадок (насекомых, питающихся листьями) — он имеет ту же амплитуду волны, что и звук жевания гусениц, хотя ритмический рисунок отличается, — но арабидопсис не дрогнул. И дело в том, что цикадки не питаются арабидопсисом. Все эти усилия сделали еще более ясным: растение реагировало конкретно и исключительно на звук жевания своего подлинного хищника. «Конечно, улыбка не сходила с наших лиц, — сказала Аппель. — В науке успехи в понимании явлений обычно очень постепенны, и большинство из нас проводят всю карьеру, не находя ответов […]; скажем так, самое нормальное — это когда эксперименты оказываются безуспешными, а когда они оказываются полезными, то, что бы они нам ни говорили о том, как устроен мир, приходит крошечными пакетиками. Это как кирпичи стены. Они складываются один за другим». Однако это был не крошечный пакетик. Это было доказательство того, что растения действительно слышат, по-своему, без ушей. Для них звук — это чистая вибрация. И они что-то делают, когда воспринимают вибрацию, которая, как они знают, связана с причинением им вреда. Например, вибрацию от гусеницы, жующей растительную плоть.
Зои Шлангер — журналист и редактор The Atlantic. Этот текст является редакционным анонсом книги «Пожиратели света. Как интеллект растений предлагает новое понимание жизни на Земле» издательства Paidós. Она публикуется 16 апреля. Перевод Монсеррат Асенсио Фернандес.
