"Крик" томатов и "радость" бобов: как растения общаются между собой

Израильские ученые доказали, что растения издают звуки. Причем каждый вид говорит по-разному. А еще по голосу можно определить, больно ли цветку. Страшно представить, какие еще тайны скрывают растения.

О чем "говорят" растения? И зачем российские ученые укладывают перцы спать? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

"Крик" томатов и табака

Исследователи Тель-Авивского университета записали разговоры помидоров и табака, поместив их в экстремальные условия. Одни кусты перестали поливать, другие – обрезали сверх меры. После такого стресса растения стали буквально вопить. Компьютер зафиксировал до полусотни резких хлопков в час. Но почему же тогда не слышно, как кричат комнатные цветы, засыхающие на подоконнике?

"Растения щелкают в очень высоком, ультразвуковом диапазоне. Скорее всего, это происходит из-за образования и разрыва пузырьков в сосудистых тканях. Мы понизили уровень звука, чтобы человеческое ухо было способно уловить эти хлопки. Интересно, что у томатов и табака разные тембры. Но самое главное – эти звуки способны распространяться примерно на метр. А значит, остальные растения и насекомые могут их улавливать, а возможно, и передавать, как бы предупреждая друг друга об опасности", – пояснил научный сотрудник школы наук о растениях и продовольственной безопасности факультета наук о жизни Тель-Авивского университета Иегуда Аникстер.

Правда ли, что растения чувствуют боль

Ученые из США и Японии выяснили, что у растений есть аналог нервной системы животных. Другими словами, они чувствуют боль. Каждый укус гусеницы растение ощущает всеми листьями и стеблями. Хоть у зелени нет привычных нервных импульсов, механизм передачи сигналов очень похожий.

Во время стресса клетка также вырабатывает ионы кальция. Они быстро распространяются по тканям и предупреждают об опасности все остальные части растения. Вот как это выглядит под микроскопом: зеленый цветом окрашен путь сигнальных молекул.

"Мы ввели в растение флуоресцентное вещество, которое реагирует на ионы кальция. Чем их больше, тем ярче свет. Затем мы отрезали один листик и обнаружили, что содержание кальция стало сразу же расти. Сформировался своего рода импульс, который со временем распространился от поврежденной части по всему растению. Эта волна двигается довольно медленно, но этого достаточно, чтобы растение успело включить защитные механизмы. Например, произвести химические вещества, которые отпугивают насекомых", – отметил профессор ботаники Университета Висконсин-Мэдисон Саймон Гилрой.

Чему "радуются" бобы

Если растения умеют говорить и чувствовать. Не значит ли это, что они разумны? Ответ на этот вопрос нашел испанский профессор философии Пако Кальво. Он обнаружил у зелени зачатки примитивного сознания. Например, бобы ищут подходящее место для жизни, как бы сканируя пространство побегами. А когда находят удобный участок, в тканях происходит всплеск электрических сигналов – что-то вроде радости.

"Это свидетельствует о наличии основных когнитивных функций и субъективного опыта. И вообще растения похожи на людей больше, чем кажется. У них тоже есть циклы сна и бодрствования, они так же реагируют на анестезию и энергетики, а гормон мелатонин провоцирует у растений сон", – заявил профессор философии, директор лаборатории минимального интеллекта Университета Мурсии Пако Кальво.

Почему китайский цветок стал прятаться от людей

Поверить в то, что растения действительно разумны, сложно. Но как тогда объяснить, что китайский цветок, рябчик Делавея за пару лет научился прятаться от людей?

Его используют в китайской народной медицине как средство от кашля. Каждое лето люди массово отправляются за лекарственным урожаем на каменистые склоны гор провинции Хэнду Ань.

Но несколько лет назад собирать таинственным образом стало нечего. Исследователи Института ботаники Куньмина изучили любопытный феномен и обнаружили, что рябчик научился маскироваться. Резко изменил концентрацию хлорофилла – перекрасился из ярко-зеленого в тусклый серо-бурый и стал сливаться с камнями.

"Растения массово изменили цвет именно в тех областях провинции, где их чаще всего собирают. Причем эта маскировка рассчитана именно на людей. Если бы у рябчика были другие враги, например животные, он изменил бы не только окрас, но и форму или запах. Так и выглядит механизм эволюции. У хорошо замаскированных цветов больше шансов выжить", – сказал научный сотрудник Куньминского института ботаники Цзянчу Сюй.

Где растет "металлическое" дерево

Еще более удивительную тайну скрывают растения, по жилам которых текут тяжелые металлы. Золотой аллисум относится к так называемым гипераккумуляторам. Он умеет выживать в почве, насыщенной тяжелыми металлами – кобальтом и никелем. Всего пара миллиграммов этих элементов могут убить человека.

А вот растения от адской смеси не погибают: без всякого для себя вреда они накапливают токсичные металлы в стебле и листьях. Эту особенность изучают исследователи Университета Квинсленда. По словам ботаников, самое "металлическое" дерево планеты растет на тихоокеанском острове Новая Каледония. Пикнандра остроконечная способна накопить в 250 тысяч раз больше никеля, чем любое другое растение, и при этом чувствовать себя прекрасно.

"Гипераккумуляторы объединяют тяжелые металлы в менее токсичные органические соли и концентрируют их в определенных тканях, как правило, в корнях. Это позволяет защитить остальные части растения от гибельного воздействия и дает возможность жить другим ближайшим видам, у которых нет подобного механизма адаптации. Гипераккумуляторы можно высаживать на почвах, отравленных отходами шахт, тем самым очищая землю от ядовитых примесей", – рассказал профессор института устойчивых полезных ископаемых Университета Квинсленда Энтони ван дер Энт.

А если переработать такие кустарники, можно получить металлы. Правда, как именно это сделать, еще предстоит выяснить.

Зачем ученые укладывают перцы спать

Российским ученым точно известно: растения накапливают не только опасные элементы, но и полезные. Например, съел один помидор, и получил дневную норму всех витаминов и микроэлементов. Ученые Института физиологии растений имени Тимирязева придумали, как превратить овощи и фрукты в гиперполезную еду. Для этого достаточно уложить их спать. 

"Данная климатическая камера оборудована светоизолированными ячейками, в которых мы изучаем действия различного спектрального состава на рост и развитие растений", – рассказал младший научный сотрудник Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН Михаил Верещагин.

Эти ячейки только кажутся одинаковыми. На самом деле, в каждой из них персональный закат для подопытных помидоров и перца. Каждую группу облучают красным светом разной интенсивности. В природе такие волны встречаются по вечерам. Так, растения "понимают", что пора спать, и включают режим накопления полезных веществ. Лабораторные томаты и перцы фактически не просыпаются и кардинально меняют свой внутренний состав.

"Проанализировав биохимический состав плодов растений, мы сможем ответить на вопрос, под каким спектром лучше всего выращивать, чтобы получить большую концентрацию искомых веществ. Например, капсаицина, который вызывает остроту плодов, или, например, содержание сахаров или фенольных соединений в плодах томата, что обогатит вкусовые качества самого плода", – отметил российский ученый.

Фабрика витаминов

Если к красному добавить синий свет, растение запустит адаптационный механизм и накопит еще больше витаминов и других ценных веществ. Удивительно, но повысить их количество можно не только в процессе роста плода.

"Обработка плодов, уже сорванных различным спектральным составом света, улучшает характеристику, лежкость, концентрацию вторичных метаболитов и устойчивость к патогенам, например, к грибковому заболеванию", – пояснил Верещагин.

Для каждого сорта и гибрида можно подобрать свой уникальный световой рецепт качества, так что работой ученые обеспечены на ближайшую сотню лет. Впрочем, и нынешних открытий хватит, чтобы превратить российские теплицы в настоящие фабрики витаминов.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.