Растения видят нас! Как учёные открыли способность флоры чувствовать свет

представьте себе, это правда! Растения имеют гораздо больше возможностей воспринимать окружающий мир, чем нам кажется.

Не подумайте, что речь пойдёт о мистике или жареных фактах. Мы предлагаем вам ознакомиться с отрывком* из книги «Тайные знания растений. Что видят, слышат и помнят цветы и деревья», выпущенной на русском языке издательством «Центрполиграф» в 2015 году. Её автор – известный биолог Даниэл ­Чамовиц, а в основу этой увлекательной научно-популярной работы легли серьёзные исследования учёных.

Что видят растения?

Растения непрерывно наблюдают за окружающим их миром. Они видят, как вы подходите к ним, знают, когда вы стоите рядом, и даже понимают, какого цвета на вас рубашка: синего или, к примеру, красного цвета. Если вы перекрасите комнату или переставите горшки с растениями из одного угла в другой, они заметят все изменения.

Конечно, растения видят всё совсем не так, как мы с вами. Они не отличат лысеющего мужчину среднего возраста в очках от улыбающейся маленькой девочки с каштановыми кудряшками. Зато зелёные организмы воспринимают свет и различные цвета множеством способов, о которых мы можем только догадываться. Растения видят то самое ультрафиолетовое излучение, что оставляет солнечные ожоги на наших телах, и тот инфракрасный свет, который греет нас.

Растительные организмы всегда отличат слабый свет свечи от полноценного дня или закатных лучей солнца. Они понимают, где находится источник света – справа, слева или сверху – и знают, как долго уже продолжается свечение. Если над растением вырос конкурент, заслоняющий ему солнце, то оно осознаёт эту проблему.

А зрение ли это?

Давайте сначала определим, что есть человеческое зрение. Представьте себе полностью незрячего от рождения человека, живущего в полной темноте. Теперь вообразите, что он обрёл способность отличать свет от тени. Человек начал различать день и ночь, ограничивать помещение от внешнего пространства. Эту новую способность можно назвать зачаточным зрением, и она предоставила своему обладателю новые возможности.

А теперь предположим, что наш человек начал различать цвета и понимает, что у него над головой синее небо, а под ногами зелёная трава. Вне всякого сомнения, это стало бы большим продвижением в сравнении со способностью отличать только серое от чёрного. Я думаю, все мы согласны с тем, что изменение от полной слепоты к различению цветов можно оценить как обретение способности видеть.

Человеческая зрительная система имеет клетки, расположенные в глазах и поглощающие свет, и мозг, обрабатывающий поступившую от них информацию, на которую мы, в свою очередь, реагируем. А что же происходит у растений?

Тот самый Дарвин

Немногие знают, что в течение двадцати лет после издания своей знаменитой книги «О происхождении видов» Чарльз Дарвин занимался экспериментальным изучением растений. В частности, он вместе со своим сыном Френсисом исследовал воздействие света на их рост.

Дарвины заинтересовались механизмом всем известного явления: почти все растения поворачиваются к свету. Мы ежедневно наблюдаем его у комнатных растений, которые тянутся и поворачиваются в сторону поступающих из окна лучей света. Это явление названо фототропизмом. В 1864 году современник Дарвина Юлиус фон Саксустановил, что синий свет в наибольшей степени отвечает за фототропизм растений, в то время как другие цвета ими почти не воспринимаются и не побуждают растения поворачиваться к источнику света. Но в то время ещё не знали, как именно растения воспринимают свет, то есть какая часть «видит» его.

Для своего эксперимента отец и сын Дарвины на несколько дней поместили горшок со всходами канареечника (вид злака) в совершенно тёмную комнату. После этого они зажгли крошечную газовую лампу в двенадцати футах (трёх с половиной метрах) от горшка и поддерживали её свечение настолько тусклым, что «…не могли разглядеть ни самих всходов, ни черты от карандаша на бумаге». Но всего три часа спустя ростки определённо изогнулись в сторону едва тлеющего огня. Росток всегда изгибался в одном и том же месте, на дюйм ниже верхушки.

Тогда исследователи задались вопросом: какая часть растения видела свет? Для этого Дарвины провели опыт, ставший впоследствии классическим в ботанике. Они предположили, что «глаза» растения находились на верхушке ростка, а не в том месте, где происходил изгиб. Они проверили явление фото­тропизма на пяти различных сеянцах (см. рисунок).

Нетронутое контрольное растение изогнулось в сторону света. Росток со светонепроницаемым покрытием в средней части также наклонился к свету. Но растение, у которого была отрезана верхушка, и сеянец, верхушка которого была покрыта непрозрачной оболочкой, «ослепли» и утратили способность поворачиваться к свету. Зато росток с прозрачным стеклянным колпачком на макушке тянулся к источнику света как ни в чём не бывало.

С помощью одного простого опыта, результаты которого были опубликованы ими в 1880 году, отец и сын Дарвины доказали, что «аналог глаза» растения, который способен видеть свет и передавать сигнал к изгибу средней части ростка, находится на его верхушке. Они успешно доказали существование у растений зачаточной формы зрения!