Деревья и другие растения умеют передавать информацию друг другу, это доказано. Но каким образом они общаются между собой?.. Как они слышат и издают звуки? Какие звуки могут издавать растения?
Эти звуки леса могут быть слишком высокими или низкими для человеческого уха, и мы лишены возможности участвовать в разговоре многих животных, насекомых. А ведь они тоже общаются друг с другом! На своём языке... посредством вибрации.
Даже деревья и травы постоянно издают звуки, похожие на клокотание малюсеньких пузырьков воздуха в водосточной трубе. И они сами слышат друг друга.
Пчёлки, шмели и другие насекомые жужжат на определённой частоте, передавая друг другу информацию о том. где слаще нектар, где поджидает опасность...
Короеды улавливают звуки пузырьков воздуха внутри стволов деревьев -это свидетельство того,что наступает засуха или приближается гроза.
Даже крохотные, невидимые глазу, бактерии общаются между собой, подавая звуковые сигналы.
А знаете ли вы, что корешки саженцев кукурузы «мурлыкают» на частоте 220 герц?А саженцы чили начинают расти быстрее, если неподалёку от них растёт сладкий укроп. Учёные ставили эксперимент: ящики укропа и чили были сделаны и расставлены таким образом, чтобы мог передаваться только звук, нони в коем случае не аромат. И саженцы слышали друг друга! Это доказано!
Таких примеров - несметное множество. Вот сведения из научно-популярного журнала:
Когда гороховое растение находится в подавленном или стрессовом состоянии, это свидетельствует о сухости или засолённости окружающей среды. Оно сообщает об этом своим соседям, и те, по типу «испорченного телефона», передают информацию более отдалённым соседям. Вскоре, благодаря установленным связям, удалённые растения так же получат предупреждение и смогут подготовиться к ситуации заранее. Координация и сотрудничество растений повышают возможность их выживания в сложных условиях.
Для изучения связей между растениями гороха группа исследователей из университета Бен-Гурион под руководством профессора Ариэля Новопланского ограничила возможности контактов между растениями. Оказалось, что информация о дискомфорте от «информирующего» растения передаётся «принимающему» по корневой системе. В своём интервью газете «Великая Эпоха» профессор Новопланский сказал, что до сих пор неясно, нужно ли для контакта непосредственное соприкосновение корней. «Я думаю, что оно не нужно, но чтобы убедиться в этом, потребуются дальнейшие эксперименты».
Новопланский поведал, что явление общения растений между собой не новое, он знаком с ним уже несколько десятилетий. Однако впервые доказано, что даже растения, не испытывающие дискомфорт, передают сообщения другим растениям. «Особенность этого опыта в том, что он демонстрирует образование линии связи», - добавил профессор.
Учёные уверены, что растения слышат звуки и используют их для общения в своей среде.
А вот ещё выписка из другого научно-популярного издания:
Результаты исследований, проведённых под руководством профессора Ричарда Карбана, опубликованные в июне 2009 года, говорят о том, что растение полынь тоже способно предупреждать об опасности. Исследователи из Калифорнийского университета обнаружили, что полынь излучает в воздух летучие вещества, предупреждая тем самым других членов семейства об опасности налёта кузнечиков.
По сообщению прессы, профессор Ричард Карбан и его коллеги обнаружили, что после того как ими были преднамеренно обрезаны листья одного растения полыни, соседние растения не были повреждены в течение всего вегетационного периода. Растения, находящиеся в радиусе до 60 сантиметров, меньше подвергались налёту саранчи, чем растения, не получившие предупреждение.
Исследователи полагают, что соседние растения, получившие предупреждение, изменили свои свойства, став менее привлекательными для саранчи. «Растения не только реагируют на сигналы, поступающие от надёжного окружения, но и сами сигнализируют соседним растениям и различным организмам, таким, как опылители, травоядные животные и враги тех травоядных животных», - объясняет Карбан.
Особый звук возникает, когда листья открывают поры, чтобы поглотить углекислый газ. Одновременно с этим листья теряют часть влаги.
Чтобы компенсировать эту потерю, корни растений вытягивают воду из почвы, а затем вновь отдают её в воздух при помощью специальных трубочек - ксилем.
Эти трубочки представляют собой мембраны с парой ходовых клапанов, к каждому из которых подсоединены сотни и тысячи микроскопических трубочек.
Чем земля суше, тем напряжённее звучит дерево, тем чаще воздушные пузырьки втягиваются по мембране.
А ещё... наверное, это покажется странным... но некоторые люди тоже слышат гул деревьев... деревья словно бы поют свои лесные песни тем. кто хочет их слышать...
Если подойти к дереву и обнять его... просто обнять... через некоторое время вы поймёте. что сливаетесь с ним воедино. Появляется ощущение, что у вас удлиняются ноги, становясь корнями... и руки, словно ветви, начинают простираться ввысь и в стороны.
И дерево начинает рассказывать... конечно, вы не слышите слов, привычных уху... это не человеческая речь... это язык деревьев и растений.
Дерево может поведать вам свои истории через картинки, звуки и запахи... это своеобразная медитация.
Некоторые жалуются на что-то, некоторые рассказывают сказки или повествуют о том, что видели.
Возле моего дома один тополь, во время разговора с ним, начал жаловаться на то, что ему страшно и неуютно, потому, что под ним - огромная яма и шумит постоянно. Сначала я не поняла в чём дело. А уже позднее, вернувшись домой, вдруг ясно представила себе линию метрополитена и... да-да-да! Именно там проходит ветка метро... именно под этим деревом и его соседями!!! Это не было моей фантазией!
Есть деревья, которые забирают у человека плохую энергию, есть другие. которые дают хорошую энергию людям... и те, и другие общаются таким образом с нами, людьми.
Иногда в лесу слышится гул... это поют деревья. говорят, что есть мужские и женские деревья... к сожалению, я не могу различать их... ну только если иногда, и при этом проверить меня некому - а потому и утверждать свою правоту я не могу. Женские деревья, мне кажется, поют иначе... мелодичнее, тише, тоньше... они словно бы звенят милыми волшебными колокольчиками.
то как музыка ветра. "Мужской хор" - гудит, именно гудит. Но и здесь я не могу ручаться, что это не фантазии мои.
«О чем думают растения» нейробиолога Стефано Манкузо. Он пришел к выводу, что растения способны считать, делать выбор и запоминать. The Village публикует отрывок о том, как общаются между собой деревья.
Разумные растения
Мы начнем данный раздел с констатации очевидного факта: у растений нет мозга. Мы уже неоднократно повторяли это раньше, но повторяемся здесь еще раз для пущей ясности: у растений нет органа, который напоминал бы головной мозг в привычном нам виде.
У человека именно мозг является вместилищем разума, и недаром мы используем определения «мозговитый» или «безмозглый» для описания людей, обладающих или не обладающих интеллектуальными способностями. Как и большинство животных, за которыми мы признаем право на мыслительные способности, мы обладаем этим удивительным органом, устройство и функционирование которого мы все еще продолжаем изучать и без которого не представляем себе мышления (во всяком случае, среди представителей царства животных). Теперь поставим перед собой первый вопрос: действительно ли мозг - то самое уникальное место, где «производится» разум? Разумен ли мозг без тела, или, наоборот, он представляет собой лишь группу клеток без каких-либо специфических характеристик? Можно ли найти в нем какие-то следы разума? Очевидно, что ответ на эти вопросы отрицательный. Головной мозг самых великих гениев человечества не более разумен, чем их желудок. Это не какой-то волшебный орган, и он, безусловно, ничего не может создавать самостоятельно. Для любого разумного ответа нужна информация, поступающая из остальных частей тела.
Так вот, у растений сознание и функционирование не разделены, а присутствуют в каждой клетке: это реальный, живой пример того, что специалисты в области искусственного интеллекта называют «материализованным агентом», т. е. разумным агентом, взаимодействующим с миром посредством собственного физического тела.
В результате эволюции растения получили модульную структуру, при которой функции не сосредоточены в специализированных органах, а распределены по всему организму. Этот важнейший стратегический выбор, как мы видели, позволяет растениям терять даже значительные фрагменты тела без риска для жизни. Поэтому у растений нет легких, печени, желудка, поджелудочной железы или почек. Но они могут осуществлять все функции, которые эти органы выполняют у животных. Так почему же отсутствие мозга должно помешать им быть разумными?
Что делают корни
Давайте поговорим о корнях - о той расти растения, с которой Дарвин связывал способность растений принимать решения и осуществлять движения. Крайняя точка, верхушка корня, отвечает за движения растения под землей и за анализ почвы на наличие воды, кислорода и питательных веществ. Конечно, можно предположить, что рост корня является автоматическим и направляется такими простыми инструкциями, как «найти воду» или «расти вниз». В таком случае функция корней проста: найти воду и развиваться в этом направлении или расти вниз под действием силы гравитации. Но в реальности функция корней намного сложнее. У них множество задач и множество нужд; при продвижении в почве верхушки корней проводят сложный «анализ местности».
Размер этой части корня разный у разных видов - от нескольких десятых миллиметра (например, у Arabidopsis thaliana) до нескольких миллиметров (например, у кукурузы). Эта жизненно важная часть корня обычно имеет белый цвет и обладает самой высокой чувствительностью. Кроме того, это область интенсивной электрической активности, основанной на потенциале действия - электрическом сигнале, напоминающем сигналы в нейронах головного мозга животных. Каждое растение имеет миллионы верхушек корней: корневая система даже очень маленького растения может иметь свыше 15 миллионов!
Верхушка каждого корня постоянно регистрирует множество параметров, таких как сила тяжести, температура, влажность, сила электрического поля, освещенность, давление, химические градиенты, наличие токсичных веществ (ядов, тяжелых металлов), звуковые волны, наличие или отсутствие кислорода и углекислого газа. Этот длинный список далеко не полный: ученые постоянно добавляют в него все новые и новые параметры. Верхушка корня в непрерывном режиме регистрирует эти параметры и направляет движение корня в соответствии с расчетами, учитывающими локальные и общие нужды растения. Никакой автоматический ответ не может удовлетворять таким запросам. На самом деле верхушка каждого корня представляет собой истинный «центр обработки данных» и действует не в одиночку, а в тесной связи с миллионами других корней, образующих корневую систему каждого растения.
Каждое растение - живой интернет
До сих пор мы обсуждали функционирование верхушки каждого корня в отдельности, но даже такие небольшие растения, как рожь или овес, могут иметь десятки миллионов верхушек, тогда как у дерева их может насчитываться несколько сотен миллионов (хотя никто их специально не подсчитывал). Как все эти корни действуют сообща? Верхушки корней одного растения нужно рассматривать не как изолированные функциональные центры, но как совместно действующие составляющие единой сети.
Чтобы понять, о чем идет речь, представьте себе интернет - самую обширную и мощную коммуникационную сеть, когда-либо созданную человеком. В последние десятилетия для выполнения сложных расчетов применяются главным образом два подхода (которые имеют непосредственное отношение к теме нашего рассказа). С одной стороны, создаются все более и более мощные суперкомпьютеры, способные выполнять невероятное количество вычислений за очень короткие промежутки времени (компьютер Sequoia марки IBM, выпущенный в 2012 году, за час может осуществить такое количество вычислений, которое 6,7 миллиарда человек, работая на простых калькуляторах по 24 часа в сутки, выполнили бы за 320 лет).
С другой стороны, для той же цели используется гигантский вычислительный потенциал целой сети компьютеров, такой как интернет. Эти две противоположные стратегии напоминают две стратегии, выбранные эволюцией для повышения эффективности принятия решений живыми организмами. С одной стороны, все более крупный и эффективно работающий индивидуальный мозг (в данном случае аналог суперкомпьютера - человек), с другой стороны, распределенный разум, такой, как мы видим в сообществах насекомых или у растений.
Скорость вычислений, осуществляемых суперкомпьютером в единицу времени, превышает и всегда будет превышать скорость вычислений компьютерной сети, однако нельзя не учитывать и недооценивать такой важный фактор, как надежность, которую обеспечивает компьютерная сеть. Первая версия интернета (Arpanet) была разработана агентством DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) при Министерстве обороны США с целью противостояния масштабным ядерным ударам. Даже если бы большинство компьютеров, составлявших сеть, было уничтожено (так ставилась задача), модульная структура сети обеспечивала ее функционирование и продолжение передачи данных.
Вам это ничего не напоминает? Такую же стратегию избрали растения: миллионы верхушек корней работают в единой сети, так что повреждение или удаление даже значительной части растения не нарушает работу сети в целом. Сама по себе одна верхушка корня не может эффективно осуществлять вычисления, но все верхушки корней вместе способны на удивительные подвиги - как муравей, который в одиночку не может выработать никакой стратегии, но совместно с другими муравьями создает одно из самых сложных и структурированных природных сообществ.
Как же корни сообщаются и сотрудничают друг с другом? Пока мы точно не знаем, но последние исследования позволяют сформулировать несколько интересных гипотез. Корневая система, прежде всего, представляет собой физическую структуру, внутри которой корни соединены между собой анатомическим образом. Однако эта связь, по-видимому, не является главной. На самом деле сигналы, связывающие между собой корни растений, скорее всего, проходят не внутри растения. Как это возможно?
Вернемся к аналогии с муравьями и попытаемся представить себе верхушки корней как колонию насекомых: муравьи вообще не связаны между собой физическим образом, но при этом действуют согласованно, общаясь посредством химических сигналов. Может быть, корни действуют таким же путем? Растения, безусловно, мастерски используют искусство синтеза химических молекул всех видов и для всех целей. Так что, вполне возможно, что их подземные части, как и надземные, используют для общения химические сигналы.
Однако это пока лишь гипотеза, и поэтому следует рассмотреть и другие возможности. Например, верхушки корней могут быть чрезвычайно чувствительны к изменению электромагнитных полей, в том числе производимому соседними верхушками, и могут действовать в соответствии с получаемыми сигналами. Кроме того, они умеют воспринимать звуковые волны, испускаемые другими корнями по мере роста. Как показали недавние исследования, растущие корни издают звуки («клики»), которые слышат соседние корни. И это может быть весьма удобной системой коммуникаций: как мы видели, растения, по-видимому, производят эти звуки непреднамеренно, а в процессе расщепления клеточных стенок по мере роста. В таком случае этот звук является проявлением так называемого принципа парсимонии - данный сигнал достигает цели, но при этом не стоит растению дополнительных усилий или энергетических затрат.
Обложка: Издательство «Бомбора»
Хура взрывающаяся или динамитное дерево (Hura Crepitans) выглядит весьма угрожающе, а ее ствол усеян шипами. Своим названием оно обязано необычному способу размножения — его зрелые плоды взрываются, выпуская семена со скоростью 240 км/ч и разбрасывая их в радиусе 40 метров во всех направлениях. Подобные природные турели стоит обходить стороной, чтобы ненароком не получить травму.
2. Они пользуются услугами телохранителей
Растения в большинстве случаев не могут постоять за себя, но кое-какими средствами защиты природа их наградила. Некоторые растения в буквальном смысле нанимают целую армию насекомых в качестве телохранителей. Наиболее ярким примером подобного сотрудничества является союз акации и муравьев . Один из видов акации, произрастающий в Африке и тропических лесах Америки, обеспечивает идеальные условия для обитания муравьев — мощные шипы, расположенные вдоль ствола, служат идеальным убежищем, а специальный вырабатываемый растением нектар — питательной смесью. Взамен муравьи обеспечивают охрану растения, нападая на все, что может представлять опасность — от маленьких насекомых до травоядных животных.
3. Они могут покончить с собой
На Мадагаскаре произрастает новый вид гигантской пальмы-самоубийцы . Эти деревья, достигающие 20-метровой высоты, тратят всю свою энергию на цветение, которое становится завершением их жизненного цикла. Исполнив священный долг размножения, они погибают. Интересно, что о «суицидальных» наклонностях пальмы стало известно относительно недавно. Прежде всего это связано с достаточно долгой продолжительностью жизни растения — около 100 лет.
4. Они почти бессмертны
«Старый Тикко» — это старейшая ель, сохранившаяся до наших дней на горе Фулуфьеллет провинции Даларна в Швеции. Ее возраст составляет 9550 лет, именно тогда, примерно 10000 лет назад, ледники последнего ледникового периода отступили от Скандинавии. Секрет ее долголетия кроется в так называемом клонировании или вегетативном размножении — всякий раз, когда ствол погибает, новый вырастает из корней, которые и являются самыми древними частями дерева.
5. Они синтезируют удобрения
Ученые обнаружили у некоторых видов поврежденных деревьев интересную особенность — они начинают «захватывать» азот из воздуха и отдавать через корни в землю. Азот, входящий в состав многих удобрений и добавок, является важным питательным веществом для деревьев, он необходим для роста, формирования плодов, а также быстрейшего восстановления. Следует отметить, что в этот период повышается поглощение углерода из атмосферы, который также увеличивает шансы на восстановление.
6. Они умеют ампутировать конечности
Деревья не пользуются услугами врачей, но существует механизм, позволяющий изолировать («ампутировать») поврежденную часть. Дерево реагирует на полученное повреждение максимально быстрым блокированием жизненно важных проводящих систем. Значительные участки перестают получать воду и древесные соки. Таким образом, если в «рану» и попадут различные вредоносные микроорганизмы, они не смогут распространиться по всему дереву.
7. Они умеют кричать
Французские ученые зафиксировали ультразвуковой сигнал, исходящий от деревьев во время засухи. Они утверждают, что деревья в стрессовых ситуациях издают звуки, которые можно регистрировать и воспринимать как признаки опасного для растения дефицита воды. В стволе дерева вода и ряд других веществ поднимаются по сети специальных сосудов, называемых ксилемами. Чтобы доставить воду к верхушке дерева, давление в этой системе должно в несколько раз превышать атмосферное. Когда наступает засуха, воды не хватает для заполнения всей ёмкости ксилем, и начинается процесс образования пузырей (кавитация), который для деревьев губителен. Кавитация сопровождается высокочастотным сигналом, который и смогли зафиксировать ученые.
8. Они общаются между собой
Деревья, как и животные, общаются друг с другом, пусть и не в «человеческом» смысле этого слова. Основоположник данной теории профессор Сюзанна Симард утверждает, что некоторые деревья выживают благодаря взаимному сотрудничеству и поддержке, выражающейся в передаче друг другу основных питательных веществ. Используя сети, созданные симбиотическими грибами, деревья в лесной экосистеме могут подпитывать молодые растения, а также передавать воду и углерод. Симард выдвинула теорию о так называемых «матриархах», самых больших и мощных деревьях, вокруг которых формируются заросли молодняка. В случае смерти материнского дерева шансы молодых дичков на выживание сильно уменьшаются.
9. Они могут… поджечь лес!
Прозвищу «бензиновые деревья» некоторые виды эвкалиптов обязаны горючему веществу и газу, которые они выделяют на протяжении всей жизни. Достаточно небольшой искры или удара молнии, как все вокруг загорится . На этом огневой арсенал не заканчивается: в листьях дерева также содержатся горючие вещества, которые не расщепляются в течение долгого времени и могут являться причиной дальнейшего распространения пожара.
10. Они помнят, откуда они родом
При изучении генетически идентичных тополей исследователи из Университета Торонто Скарборо (Канада) обнаружили , что в зависимости от места происхождения образцы по‑разному реагировали на засуху и другие климатические изменения. Исследовательская группа пришла к выводу, что эта разница обусловлена молекулярной памятью вне зависимости от изначальной генетической составляющей. На данный момент изучение феномена продолжается.
Огромная сеть корней передает сообщения между деревьями, заставляя их делиться водой и полезными веществами с теми собратьями, кому они нужнее. Как и люди, деревья оказались очень общительными созданиями – и, как и людям, общение помогает им выжить.
После того как ученые доказали, что в лаборатории корни сосны могут передать углерод корням другой сосны, профессор Сюзанна Симард (Suzanne Simard) решила выяснить, как они это делают.
То, что она обнаружила – это запутанная и чрезвычайно сложная сеть корней, что-то вроде собственной информационной линии, которая позволяет деревьям обмениваться важными сообщениями с собратьями того же вида или близких к нему. В результате, лес можно считать «едиными организмом», считает Симард.
Теория о том, что деревья способны общаться друг с другом, многим кажется крайне спорной. Симард не смогла найти финансирование для своего исследования, и в конечном счете провела эксперимент самостоятельно, посадив 240 берез, елей и кедров в канадском лесу.
Она накрыла саженцы пластиковыми пакетами и заполнила их углеродом. Через час она убрала пакеты и измерила листья счетчиком Гейгера . То, что она услышала, показалось ей похожим на язык, утверждает Симард в видео .
«Крррр… Было похоже, что береза говорила с елью, – говорит Симард. – Береза спрашивала, я могу помочь тебе? И ель отвечала, да, не могла бы ты отправить мне немного твоего углерода? Кто-то накрыл меня тенью».
Потом Симард прослушала листья кедра, и, как она и ожидала, не услышала ничего. Кедр жил в своем собственном мире, не соединенном с сетью берез и елей.
Береза и ель, напротив, общались друг с другом постоянно. Когда ель попадала в тень березы летом, береза посылала ели углерод. Когда береза оказалась без листьев зимой, ель посылала углерод обратно. Оба дерева полностью взаимозависимы, считает Симард.
Сеть-грибница соединяет материнское дерево с молодняком, позволяя взрослым деревьям кормить молодое поколение. Одно материнское дерево может кормить сотни молодых деревьев, утверждает Симард. Когда необходимо, материнское дерево освобождает место для корней своих отпрысков.
Такое понимание взаимосвязи деревьев заставило Симард задуматься о том, что мы делаем, вырезая леса под ноль. Когда материнское дерево умирает, оно «отправляет свою мудрость» молодняку – но оно не может это сделать, если все деревья леса погибают одновременно.
«Можно вырезать одно или два дерева в лесу, но после какого-то момента, вся система нарушается», – считает Симард.
Если же посадить на место вырезанного леса деревья одного или двух видов, то новый лес будет лишен его сложного разнообразия, что сделает его уязвимым для инфекций и вредителей.Для того, что лес продолжал оставаться легкими планеты, Симард предлагает следующие правила безопасной вырубки леса:
1. Необходимо оберегать старые леса как репозитарии генов, материнских деревьев и грибниц.
2. При вырубке леса, необходимо сохранять материнские деревья, чтобы они могли передать важную информацию новым поколениям.
3. Посадку новых деревьев необходимо проводить осмысленно, тщательно подбирая разнообразные виды деревьев исходя из климата и окружающей природы.
4. Время от времени всем стоит выбираться в лес – это напомнит нам, как зависимы мы от этой экосистемы, считает Симард.
