Умные растения

Измерения по всей длине пути дают четкую картину — черепашьим шагом сигнал движется по направлению к корням. Эдгар Вагнер и Ларе Ленер довольны. Оказывается, они уже наблюдали за тем, как корни после короткого «обдумывания» посылают импульс обратно — к листьям. Но все же, добавляют исследователи, никто не знает, чего, собственно, добивается красная марь с помощью этих раневых сигналов.

У растений существует система электрических сигналов, посредством которой «общаются» их органы — корни, побеги и листья. Как им это удается без нервных волокон, ученые раньше не знали. Еще Чарлз Дарвин бился над этой загадкой. Сегодня в общих чертах известно, как срабатывает такая система.

На короткие дистанции сигналы путешествуют от одной клетки к другой; для этого они используют маленькие поры, типичные для растительных клеток. Импульс, если можно так выразиться, пробирается от двери к двери и может доползти до любого «помещения».

Чтобы преодолеть большие расстояния, сигналы подыскивают особые пути — они следуют по пучкам волокон, которые проходят по стволу, стеблям и прожилкам листа. Эти тонкие трубочки отвечают за транспортировку влаги, однако используются также и для передачи сообщений. Кто бы мог подумать, что народ не зря прозвал прожилки на листах «нервами»! Правда, речь идет не совсем о нервах — скорее, о проводящих путях для электрических импульсов.

По-прежнему неясно, какие расстояния могут преодолевать эти сигналы. Действительно ли они добираются, скажем, от корневища дуба по стволу до самых кончиков листьев? Или только от одной ветки до другой?

Сейчас проверке подвергается тополь, растущий в Гамбурге. Он хорошо защищен и обитает в оранжерее Института биологии леса. Профессор Йорг Фромм хочет измерить, насколько далеко распространяются электрические сигналы. Глава института поясняет, что, конечно, запихнуть тополь в проволочную клетку Фарадея не получится. Вместо этого ученый снабдил каждый электрод на тестируемом участке дерева проволочным резистором, так что помехи тоже можно исключить.

Этот масштабный эксперимент идет полным ходом. Будем с нетерпением ожидать результатов, поскольку Йорг Фромм — один из первых ботаников, занимающихся электрическими импульсами у растений. В США он четыре года исследовал прохождение импульсов у мимозы. Фромм постоянно задается вопросом: насколько биологически эффективна электрическая активность растительной клетки? Мы не сумели бы жить без нервов. А растения? Когда и для чего они применяют электрические сигналы?

Даже в случае с хорошо изученной мимозой пока неясно, чего она, собственно, добивается, сжимая листья? Чтобы усевшийся жук улетел прочь, когда поверхность листа начнет двигаться? Или листья, сворачиваясь, просто хотят «исчезнуть», стать невидимыми?

Еще труднее обнаружить цель сигналов у «обычных» растений, но здесь команде Йорга Фромма удалось сделать потрясающее открытие. Например, это касается цветка гибискуса. Когда рыльце его пестика опылено, оно производит целый залп из десяти-пятнадцати импульсов. Присутствие противоположного пола в виде пыльцы приводит к сильнейшему возбуждению. Импульсы бегут вниз по пестику к завязи плода, где хранятся яйцеклетки, и там приводят в действие дыхание и обмен веществ — так растение готовится к предстоящему оплодотворению.

Если что-то нужно сделать быстро, в ход идут электрические сигналы — кажется, таков закон растений.

Кукуруза тоже придерживается этого правила: если после засушливого периода в землю внезапно поступает вода, корни посылают сигналы вверх. Листья получают информацию о предстоящем притоке влаги и уже заранее берут больше углекислого газа из воздуха. Всего должно быть в достатке, когда растение наконец получит так долго отсутствовавшую жидкость.

Самозащита растений, для которой требуются яды и гормоны, тоже в большинстве случаев состязание на время. Нетрудно догадаться, что здесь применяются не только химические сигналы, распространяющиеся довольно медленно. Так и есть: картофель и томаты отдают электрические команды, чтобы запустить механизм производства жасмоновой кислоты — для раневого гормона, который играет ключевую роль в растительной защите. Многое свидетельствует о том, что и другие растения выстраивают свою внутреннюю связь при помощи совместных действий химических и электрических сигналов. Это типично также для животных. И для нас.