И все же идея Клива Бакстера взволновала многих ученых. Неужели, думали они, преступая привычную догму, все окружающие нас растения – это такие же живые организмы, подобные любым представителям фауны? Неужели они обладают, пусть и в зачаточной форме, нормальными органами чувств? Неужели они способны общаться друг с другом? До сих пор эти возможности были присущи лишь животным и человеку.
Да, растения чувствуют. Чтобы понять это, следовало изучить их тщательнее, чем это доступно простым наблюдателям. А некоторые, пусть их и немного, и вовсе готовы в любой момент перейти от ощущений к «решительным действиям». Можно вспомнить мимозу, «стыдливую мимозу», смыкающую листья, стоит ее коснуться. Можно упомянуть росянку или венерину мухоловку.
Эти растения, шевелящие листьями, как руками или ногами, подобно нам, людям, реагируют даже на наркотические средства, которые, как известно, притупляют чувствительность. Во время опытов с мимозой и венериной мухоловкой оба растения засыпали, как только вдыхали эфир или хлороформ. Пребывая под кайфом, они не ловили мух, не дергались от любого движения, а апатично цепенели под нашими взглядами. Значит, их действия были вовсе не такими автоматичными, как принято было считать. Какой-нибудь механизм, например велосипедное колесо, не заснет, если протереть его хлороформом.
Первым осмыслил «поведение растений» еще Чарльз Дарвин. Его внимание привлекла венерина мухоловка (Dionaea muscipula). Она произрастает в США, в торфяниках Северной и Южной Каролины. Дарвин назвал ее «самым удивительным растением на свете». У нее круглые, мясистые листья, разделенные на две половинки. По краям они усеяны зубцами, неуловимо напоминающими зубы акулы. Правда, мухоловка не перекусывает ими свои жертвы. Она ловит их, захлопывая листья, как половинки капкана. Зубцы сходятся, и насекомое попадает в клетку. Это случается всякий раз, как только муха коснется одного из чувствительных волосков, имеющихся на каждом листе (их по три на каждой его половине). Теперь, сколько бы ни дергалась бедная цокотуха, пробуя вырваться из капкана, ей это не удастся. Зубцы лишь крепче сожмутся. Наконец из железок, расположенных на поверхности листа, выделится пищеварительный сок. Насекомое погибнет.
Венерина мухоловка реагирует на появление жертвы очень быстро. Стоит дотронуться до волоска, и через 0,3 секунды ловушка захлопнется. Если бы растение медлило, добыча ускользала бы от него. Дарвин сделал вывод, что молниеносное движение листьев обладает «всеми признаками животного рефлекса». Тогда он попробовал дать растению хлороформ, и оно… уснуло, как человек на операционном столе. Чувствительность листьев на какое-то время была утрачена.
У Дарвина не было нужных приборов, чтобы объяснить свои наблюдения «на языке науки». Тогда он отослал несколько венериных мухоловок одному из самых знаменитых физиологов викторианской эпохи – сэру Джону Бардону-Сандерсону. На протяжении пятнадцати лет английский ученый провел целый ряд кропотливых экспериментов. И сомнений не осталось: в ткани растений возникают электрические импульсы. Однако в то время, в конце XIX века, непререкаемым авторитетом в науке были консервативные немецкие ученые, которые с негодованием отвергли странную гипотезу англичан (так же сто лет спустя поступили критики Бакстера). У растений нет и не может быть нервной системы, говорили те и другие. Опыты Бардона-Сандерсона, как и опыты Бакстера, были забыты.
Лишь теперь ученые вспомнили о них. Опыты, проведенные в последние годы, показывают, что электрические импульсы заменяют растениям нервные рефлексы. Вместо нервной системы, присущей животным и человеку, растения обладают особой «электрической системой», позволяющей им реагировать на внешние раздражители.
Попробуем свежим научным взглядом посмотреть на ту же Mimosa pudlca. Ее чувствительность вошла в поговорку. Мимозы реагируют на любые раздражители. Все их смущает – прикосновение человека, грохот проезжающего поезда, топот стада коров. Даже ветер и дождь заставляют их листья смыкаться. Возбуждение, охватившее их, распространяется по их ткани со скоростью 100 метров в час, в то время как у примитивных животных (например, у беззубок – их раковины часто увидишь в реке) нервные импульсы движутся куда медленнее: со скоростью 36 метров в час.
Поведение мимозы, отвечавшей на любое раздражение «как живое существо», давно завораживало ученых. Поколения ботаников пытались понять, где прячутся «глаза и мозг» мимозы. Постепенно удалось выяснить, что листья растения движутся благодаря особым «суставам». Одни из них соединяют части перистого листа, другие скрепляют его черешок с веткой или стеблем. Эти суставы состоят из так называемой «моторной ткани», выстланной клетками с очень тонкими стенками. Вот что происходит, когда кто-то касается этого листа. Из клеток тут же выделяются отрицательно заряженные ионы хлора, зато ионы калия с положительным зарядом просачиваются внутрь клеток. Осмотический потенциал клеток падает. Вода начинает вытекать из них, и потому внутриклеточное давление снижается. Вот итог этой цепочки перемещений и перепадов: лист складывается. Но где же «нервные волокна», управляющие этим процессом?
Ученые долго искали потайную систему «нервов». В конце концов выяснилось, что электрическое возбуждение передается вдоль волокон, обычно питающих листья водой и минеральными веществами. Любопытно, что снаружи эти волокна были облицованы мириадами отмерших клеток. Точно так же любой электропровод оплетен толстым изолирующим слоем. Если бы не этот слой мертвых клеток, электрический импульс беспрепятственно передавался бы во все стороны, к другим тканям растения. А так получился вполне приличный кабель! Замечено, что в тканях многих других растений тоже блуждают электрические потенциалы, помогая им приноравливаться к обстановке. Такие же импульсы управляют «капканами» венериной мухоловки.
Есть у растений и свои «мышцы». Известно, что листья и цветки часто поворачиваются к солнцу, жадно впитывая свет. Не дремлют листья и ночью, исподволь меняя свое положение. Каждое утро растение встречает солнце, помахивая под ветром листвой, обращенной на восток.
Даже хлоропласты, крохотные органоиды, спрятанные в клетках растений и занятые фотосинтезом, постоянно пребывают в движении, улавливая, откуда падают солнечные лучи. Когда свет очень слаб, хлоропласты, чтобы не «расплескать» эти жалкие крохи, располагаются под прямым углом к падающим лучам. При ярком освещении они прячутся по боковым стенкам клеток, ведь света и так вдоволь. Ботаники из Эрлангенского университета выяснили, что движет хлоропластами: роль мускулов, так помогающих животным в их жизни, в растительном мире играют актиновые волокна. Они способны сокращаться и этим своим талантом пользуются изо дня в день. Кстати, сократительные структуры из актина есть и в организме беспозвоночных животных.
Впрочем, мышцы и суставы растений все же слабы, чтобы защитить их от животных. Миллионы лет две армии – флоры и фауны – ведут нескончаемую битву. Оружие одних – губы, зубы, желудки и языки, слизывающие, схватывающие, сметающие, съедающие все на своем пути. Надежда других обращена к шипам, колючкам, стрекалам, ядам, заготовленным для обороны. Оружие одних – сила. Надежда других – хитрость.
В последние годы множатся сообщения о том, что растения каким-то непонятным образом общаются друг с другом. Вот что заметили, например, американские химики Дэвид Роде и Гордон Орианс, наблюдая за лесами в окрестности Сиэтла. Раз в десять лет здешние березы и ивы обильно поражались вредителями. Насекомые жадно пожирали листву, но какое-то время спустя начинали гибнуть с голоду, хотя пищи вокруг них было по-прежнему вдоволь.
Лишь лабораторные опыты объяснили причину загадочной голодовки насекомых. Обороняясь от своих врагов, деревья меняли состав протеинов, содержащихся в листве. Насекомые чахли от нехватки нужных им питательных веществ.
Поразительнее всего был тот факт, что химический состав листвы менялся даже у деревьев, росших поодаль, там, куда еще не добрались насекомые. Кто же предупредил беззащитную поросль? Соседи? А как был подан сигнал? Деревья не говорят, не машут ветвями по прихоти… Корни берез даже не соприкасались. Лишь после долгих опытов ученые выяснили, что деревья, атакованные вредителями, выделяют этилен. Ветер относит тонкое облачко газа к соседним деревьям, внушая им тревогу. Те торопливо готовятся к встрече с врагом.
