Цветы с… ушами?

Старую загадку «без ушей, а слышит», легко разгадают израильские биологи, получившие любопытные данные о способности цветов… слышать! Оказалось, что растения могут не только реагировать на свет, влажность и состав почвы, посылать друг другу химические сигналы и даже делиться с соседями полезными веществами, прибегая при этом к помощи… грибов! Выходит, цветы и деревья, ко всему прочему, подобно животным, способны и слышать звуки, и сами их издавать? Известно, что опылителей растения привлекают приятным запахом за счет летучих химических веществ, тем же способом справляются с паразитами. К примеру, огурцы и яблоки, пораженные паутинным клещом, выделяют соединения, привлекающие клещей-хищников, убивающих вредителей, а деревья могут обмениваться друг с другом углеродом с помощью «грибного интернета» - эктомикоризы, способной разрастись на площади во много километров и оплетающей корни деревьев. Но почему бы, в таком случае, не предположить, что эволюция научила деревья и цветы не только реагировать на звуки, но и издавать звуки самостоятельно? Ведь издавать звук энергетически дешевле, чем передавать сигналы химически, - а значит, растения могли освоить и такой, более простой вид коммуникации? Такие вопросы ученые-биологи задавали еще в конце XIX века. А бенгальский ученый-энциклопедист того времени Джагдиш Бос даже утверждал, что растения точно так же, как и люди, чувствуют боль и эмоции. Кстати, именно в те времена появились легенды о способности домашнего фикуса лучше расти под классическую музыку и различать человеческие голоса. О связи между звуками и процессами в растениях известно многое. Так, научно доказано, что звук на частоте в 1 килогерц, испускаемый в течение одного часа на расстоянии 20 сантиметров от растения, способствует делению его каллусных клеток, выполняющих у растений роль стволовых клеток у человека. А это, оказывается, повышает активность защитных ферментов и гормонов. Экспериментальным путем установлено, что урожайность шпината, хлопка, риса и пшеницы увеличивается на 5−20 процентов, если в течении нескольких дней давать этим растениям «слушать» громкие звуки по три часа. И все же, - не мифы ли все эти разговоры о «слышащих» растениях»? Чем вообще могут слышать растения, у которых нет органов слуха, проще говоря, ушей? Задавшись этими «детскими» вопросами, биологи из Тель-Авивского университета провели специальное большое исследование. Ученые исходили из того, что самый «явный» звук, который могут слышать растения – жужжание крыльев их главных партнеров, насекомых-опылителей. Конечно, растения стараются привлечь пчелок и шмелей сладким нектаром, но постоянно держать нектар сладким растению невыгодно, - оно «знает», что сладкий нектар может испортиться, в нем заведутся бактерии, и, к тому же, до нектара могут раньше полезных насекомых добраться какие-нибудь бесполезные или даже опасные для цветка существа. Ученые предположили, что растения могут «сознательно» усиливать сладость нектара, заслышав приближение опылителя. В качестве подопытного растения биологи выбрали ослинник или Oenothera drummondii. В четырех испытаниях участвовало 667 этих многолетних травянистых растений с небольшими желтыми цветами. Их поделили на несколько экспериментальных групп. Первая группа росла летом в естественной среде, и в течение 30 секунд этим «подопытным» давали «послушать тишину», а затем включали звуковой сигнал, интенсивность которого росла от 50 до 1000 Гц . Таким образом ученые проверили почти все звуки, сопровождающие полет опылителей. Затем исследователи включали высокий звук от 158 до 160 кГц, который находится за пределами возможностей насекомых. Вторая группа тоже росла летом, но уже в помещении, и слушала, кроме тишины еще и запись жужжания пчелы, с пиком на уровне 200−500 Гц. Третью вырастили осенью, и помимо контрольных высоких и низких звуков, эти растения слушали еще один, «средний» звук на частоте 34−35 кГц. Чтобы уточнить участие в «слухе» цветка, эту же группу проверили точно так же еще раз, но спрятав цветок в стеклянную колбу, выложенную звукопоглощающим материалом. Последняя, четвертая группа тоже слушала звуки трех видов, но ее выращивали весной. Из всех «подопытных» цветков ученые до начала эксперимента извлекали нектар и измеряли уровень его сахара, тут же давали послушать один из трех звуков, а через три минуты опять измеряли уровень сахара в их нектаре. И что же? В это трудно поверить, но выяснилось, что концентрация сахара в нектаре растений, слышавших пчел или эквивалентный их жужжанию звук, была на 20 процентов выше, чем у тех, кто слышал слишком высокие звуки, или слушал тишину! Выходит, растения и в самом деле повышают сахаристость нектара, заслушав жужжание крыльев насекомого-опылителя?! Более того, израильским исследователям удалось зафиксировать даже мелкую вибрацию цветов в ответ на жужжание пчелы, а вот на более высокие или низкие звуки другой частоты цветы вообще не вибрировали! Никакой реакции не было и тогда, когда цветок накрывали стеклянным куполом. Из этого ученые сделали вывод: «уши» растения - его цветы. К такому же выводу пришли и проводившие аналогичное исследование испанские ученые из Толедского университета. - Растения могут вести себя очень похоже на животных, - прокомментировала результаты исследования доктор Хайди Аппель, давно изучающая реакцию растений на вибрации. – Наши эксперименты имитировали естественные условия, в которых растениям приходится слушать именно насекомых, а не симфоническую музыку или звуки бензопилы. В этом случае у способности слушать появляется ясный эволюционный смысл. Но если цветы - «уши» растений, как и куда они передают звуковые колебания, и какие химические процессы запускаются после этого в растении? Кроме того, ученые заметили, что для «сеанса связи» между цветком и насекомым необходимо как минимум три минуты. Не слишком ли это долго для стремительной пчелы? Исследователи предположили, что дело в особенностях ослинника, растущего группами: пока пчела занята на одном цветке, остальные могли ее «услышать» и подготовиться, сделав свой нектар слаще и став, таким образом, вкуснее. Если вспомнить, что пчелы посещают за один полет несколько цветов, такая стратегия вполне оправданна. Если растения умеют слышать, - почему бы им еще и не говорить? Чтобы ответить на этот вопрос, израильские биологи сконструировала «систему» из горшка с растением и двух микрофонов в звукоизолированных куполах. В роль испытуемых на этот раз оказались кусты табака и томата. Этих участников эксперимента записывали в трех состояниях: здоровом, с недостатком влаги и надрезанном. В каждом эксперименте участвовало по три растения, которые записывали в течение нескольких часов. На всякий случай ученые записывали и пустой горшок. В результате аппаратура записала отдельные ультразвуковые щелчки в исполнении растений. Люди этих слишком коротких звуков слышать не могут, но громкость здесь была вполне «слышимая». Например, на расстоянии около 8 сантиметров громкость щелчков достигала 60 децибел, а это уже эквивалентно разговору между людьми. Сухой томат издавал в час около 35 щелчков, табак - около 11. То же самое с подрезанными растениями: томат щелкал 25 раз в час, табак — 15. Целые же и хорошо политые растения, «сыто» молчали, издавая меньше одного звука в час. И только пустой горшок вполне логично безмолвствовал. Так ученым впервые удалось доказать, что растения издают звуки, причем, по-видимому, именно во время стресса. Распознать эти очень высокие звуки могут только восприимчивые к ультразвуку летучие мыши и мотыльки. Но куда важнее другой вывод: получалось, что растения буквально вопят о помощи, когда их надрезают или высушивают! Правда, во всем могло быть виновато давно известное ученым явление кавитации — процесса, когда в ксилеме (основной водопроводящей ткани растения) при высушивании образуются пузырьки воздуха, которые лопаются, вызывая при этом очень тихие вибрации. Тем не менее, эти вибрации всегда записывались при подключении микрофона непосредственно к ксилеме, и ученым еще предстоит выяснить, - слышны ли звуки кавитации на каком-либо расстоянии от растения? А вот еще вопрос - все ли растения могут «говорить»? А если эти звуки что-нибудь значат, кто и ради чего будет их слушать, улавливая «полезные» короткие ультразвуковые щелчки из какофонии шумов, издаваемых тысячами «говорящих» трав, кустов и деревьев? Слушают ли, скажем, лютики – березу, о чем они могут «беседовать», а главное – для чего им вообще эти «диалоги»? И еще вопрос: если растения слышат, каков механизм их слуха? Понятно, что для того, чтобы слышать, не обязательно нужна ушная раковина и барабанная перепонка, и мать-природа придумала для своих созданий массу самых разных способов улавливать колебания воздуха. У птиц нет ушных раковин, кузнечики слышат лапками, а у змеи и вовсе нижней челюстью. Пока ученые допускают, что растения слышат цветами, но чем тогда объяснить способность некоторых растений слышать и без цветов? Израильские ученые уверены, что результаты их экспериментов могут перевернуть наш взгляд на царство Флоры. Их оппоненты, соглашаясь с тем, что растения могут слышать, все-таки скептических относятся к способности растений «говорить». - Вопрос о природе записанных учеными звуков остается открытым, и тайн здесь предостаточно, - считает ведущий научный сотрудник лаборатории поведения животных биологического факультета МГУ Илья Володин. – Например, мы регулярно записываем ультразвук от животных, но проблемой остается сильная фоновая зашумленность в ультразвуковой области. Причем периодически побочный шум возникает как бы «из ниоткуда». Естественно, помещение, где проводится эксперимент, многократно проверяется на ультразвуковой шум, — и вдруг во время записи что-то появляется, а потом исчезает!.. А может, это и есть то затихающий, то оживляющийся «разговор» растений? Ведь и мы, люди, тоже не болтаем без перерыва…