Կարո՞ղ են բույսերը լսել, հաղորդակցվել:

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Մենք բոլորս չափազանց շովինիստ ենք։ Մեզ համարելով էվոլյուցիայի գագաթնակետը, մենք բոլոր կենդանի էակներին բաշխում ենք հիերարխիայի մեջ՝ ըստ ինքներս մեզ մոտ լինելու աստիճանի: Բույսերն այնքան տարբեր են մեզանից, որ թվում է, թե դրանք բոլորովին կենդանի արարածներ են: Աստվածաշնչյան Նոյին ոչ մի հրահանգ չի տրվել տապանում նրանց փրկելու համար: Ժամանակակից վեգաններն ամոթալի չեն համարում իրենց կյանքը խլելը, իսկ կենդանիների շահագործման դեմ պայքարողները չեն հետաքրքրվում «բույսերի իրավունքների» նկատմամբ։ Իրոք, նրանք չունեն նյարդային համակարգ, աչքեր ու ականջներ, չեն կարող հարվածել կամ փախչել։ Այս ամենը բույսերին դարձնում է տարբեր, բայց ոչ մի բանով զիջում։ Նրանք չեն առաջնորդում «բանջարեղենի» պասիվ գոյությունը, բայց նրանք զգում են իրենց շրջապատող աշխարհը և արձագանքում այն ամենին, ինչ տեղի է ունենում իրենց շուրջը: Պրոֆեսոր Ջեք Շուլցի խոսքերով՝ «Բույսերը պարզապես շատ դանդաղ կենդանիներ են»։

Նրանք լսում են

«Բույսերի գաղտնի կյանքը» հայտնի դարձավ մեծ մասամբ Փիթեր Թոմփկինսի գրքի շնորհիվ, որը լույս է տեսել 1970-ականների սկզբին՝ «Նոր դար» շարժման ժողովրդականության գագաթնակետին: Ցավոք, պարզվեց, որ այն զերծ չէր այն ժամանակներին բնորոշ բազմաթիվ մոլորություններից և ծնեց բազմաթիվ առասպելներ, որոնցից ամենահայտնին բույսերի «սերը» դասական երաժշտության և ժամանակակից երաժշտության հանդեպ արհամարհանքն էր։ «Դդումները, որոնք ստիպված են եղել լսել ռոք, շեղվել են բարձրախոսներից և նույնիսկ փորձել բարձրանալ խցիկի սայթաքուն ապակե պատի վրայով», - նկարագրել է Թոմփկինսը Դորոթի Ռետալակի կատարած փորձերը:

Պետք է ասեմ, որ տիկին Ռետալակը ոչ թե գիտնական էր, այլ երգչուհի (մեցցո-սոպրանո): Նրա փորձերը, որոնք վերարտադրվել են պրոֆեսիոնալ բուսաբանների կողմից, ցույց չեն տվել, որ բույսերի հատուկ արձագանքը որևէ ոճի երաժշտությանը: Բայց դա չի նշանակում, որ նրանք ընդհանրապես ոչինչ չեն լսում։ Փորձերը կրկին ու կրկին ցույց են տվել, որ բույսերը կարող են ընկալել և արձագանքել ակուստիկ ալիքներին, օրինակ՝ երիտասարդ եգիպտացորենի արմատները աճում են 200-300 Հց հաճախականությամբ տատանումների աղբյուրի ուղղությամբ (մոտավորապես փոքր օկտավայի աղից մինչև նախ և առաջ): Ինչու դեռևս անհայտ է։

Ընդհանուր առմամբ, դժվար է ասել, թե ինչու է բույսերին «լսելու» կարիքը, չնայած շատ դեպքերում ձայներին արձագանքելու կարողությունը կարող է շատ օգտակար լինել։ Հայդի Ափելը և Ռեքս Քոքրոֆթը ցույց են տվել, որ Թալի ռեզուհովիդկան հիանալի «լսում է» նրա տերևները խժռող աֆիդի ստեղծած թրթիռները։ Կաղամբի այս աննկատ ազգականը հեշտությամբ տարբերում է նման հնչյունները սովորական ձայներից, ինչպիսիք են քամին, մորեխի զուգավորման երգը կամ տերևի վրա անվնաս ճանճից առաջացած թրթռումները։

Նրանք գոռում են

Այս զգայունությունը հիմնված է մեխանոռեցեպտորների աշխատանքի վրա, որոնք հայտնաբերված են բույսերի բոլոր մասերի բջիջներում։ Ի տարբերություն ականջների, դրանք տեղայնացված չեն, այլ բաշխված են ամբողջ մարմնում, ինչպես մեր շոշափելի ընկալիչները, և, հետևաբար, անհապաղ հնարավոր չէր հասկանալ դրանց դերը: Նկատելով հարձակումը՝ ռեզուխովիդկան ակտիվորեն արձագանքում է դրան՝ փոխելով բազմաթիվ գեների ակտիվությունը, պատրաստվելով վնասվածքների ապաքինմանը և ազատելով գլյուկոզինոլատներ, բնական միջատասպաններ։

Թերևս, ըստ թրթռումների բնույթի, բույսերը նույնիսկ տարբերում են միջատներին. աֆիդների կամ թրթուրների տարբեր տեսակներ առաջացնում են գենոմի բոլորովին այլ արձագանքներ: Մյուս բույսերը հարձակման ժամանակ ազատում են քաղցր նեկտար, որը գրավում է գիշատիչ միջատներին, ինչպիսիք են կրետները՝ աֆիդների ամենավատ թշնամիները: Եվ նրանք բոլորն անպայման զգուշացնում են հարևաններին. դեռևս 1983 թվականին Ջեք Շուլցը և Յան Բոլդուինը ցույց տվեցին, որ թխկու առողջ տերևները արձագանքում են վնասվածների, այդ թվում՝ պաշտպանական մեխանիզմների առկայությանը: Նրանց շփումը տեղի է ունենում ցնդող նյութերի «քիմիական լեզվով»։

Նրանք շփվում են

Այս քաղաքավարությունը չի սահմանափակվում միայն հարազատներով, և նույնիսկ հեռավոր տեսակները կարողանում են «հասկանալ» միմյանց վտանգի ազդանշանները՝ ավելի հեշտ է միասին վանել ներխուժողներին: Օրինակ, փորձնականորեն ապացուցվել է, որ ծխախոտը պաշտպանիչ ռեակցիա է զարգացնում, երբ մոտակայքում աճող որդանակը վնասվում է։

Բույսերը կարծես ցավից ճչում են՝ զգուշացնելով հարեւաններին, իսկ այս ճիչը լսելու համար պարզապես պետք է լավ «քթել»։ Այնուամենայնիվ, արդյոք դա կարելի է դիտավորյալ հաղորդակցություն համարել, դեռ պարզ չէ: Թերևս այս կերպ բույսն ինքն է փոխանցում ցնդող ազդանշան իր որոշ մասերից մյուսներին, իսկ հարևանները միայն կարդում են նրա քիմիական «արձագանքը»: Իրական շփումը նրանց տրամադրվում է … «սնկային ինտերնետ»:

Բարձրագույն բույսերի արմատային համակարգերը սերտ սիմբիոտիկ կապեր են կազմում հողի սնկերի միցելիումի հետ: Նրանք անընդհատ փոխանակում են օրգանական նյութերը և հանքային աղերը։ Բայց նյութերի հոսքը, ըստ երեւույթին, միակը չէ, որ շարժվում է այս ցանցով։

Բույսերը, որոնց միկորիզը մեկուսացված է հարևաններից, զարգանում են ավելի դանդաղ և ավելի վատ են հանդուրժում փորձարկումները: Սա խոսում է այն մասին, որ միկորիզան ծառայում է նաև քիմիական ազդանշանների փոխանցմանը` միջնորդության միջոցով, և, հնարավոր է, նույնիսկ սնկային սիմբիոնների կողմից «գրաքննության»: Այս համակարգը համեմատվել է սոցիալական ցանցի հետ և հաճախ անվանում են պարզապես Wood Wide Web:

Նրանք շարժվում են

Այս բոլոր «զգացմունքները» և «հաղորդակցությունները» օգնում են բույսերին գտնել ջուր, սննդանյութեր և լույս, պաշտպանվել մակաբույծներից և բուսակերներից և հարձակվել իրենց վրա: Նրանք թույլ են տալիս վերականգնել նյութափոխանակությունը, աճել և վերակողմնորոշել տերևների դիրքը՝ շարժվել:

Վեներայի ճանճերի պահվածքը կարող է անհավատալի թվալ. այս բույսը ոչ միայն ուտում է կենդանիներին, այլև որսում է նրանց: Սակայն միջատակեր գիշատիչը բացառություն չէ մյուս ֆլորայի մեջ: Պարզապես արագացնելով արևածաղկի կյանքի մեկ շաբաթվա տեսանյութը, մենք կտեսնենք, թե ինչպես է նա դառնում արևի հետևից և ինչպես է գիշերը «քնում»՝ ծածկելով տերևներն ու ծաղիկները։ Բարձր արագությամբ հրաձգության ժամանակ աճող արմատի ծայրը կարծես թե դեպի թիրախը սողացող որդն է կամ թրթուրը:

Բույսերը մկաններ չունեն, իսկ շարժումն ապահովվում է բջիջների աճով և տուրգորային ճնշումով՝ ջրով լցնելու «խտությամբ»։ Բջիջները գործում են բարդ համակարգված հիդրավլիկ համակարգի նման: Տեսանյութերի ձայնագրություններից և ժամանակի անցման տեխնիկայից շատ առաջ Դարվինը ուշադրություն հրավիրեց դրա վրա, ով ուսումնասիրեց աճող արմատի դանդաղ, բայց ակնհայտ ռեակցիաները շրջակա միջավայրի նկատմամբ:

Նրա «Բույսերի շարժումը» գիրքն ավարտվում է հայտնիով. «Հազիվ թե չափազանցություն լինի ասել, որ արմատի ծայրը, որն օժտված է հարևան մասերի շարժումները ուղղորդելու ունակությամբ, գործում է ինչպես ստորին կենդանիներից մեկի ուղեղը….. որն ընկալում է տպավորությունները զգայարաններից և ուղղություն է տալիս տարբեր շարժումներին»։

Որոշ գիտնականներ Դարվինի խոսքերն ընդունեցին որպես ևս մեկ աստվածահայտնություն: Ֆլորենցիայի համալսարանի կենսաբան Ստեֆանո Մանկուսոն ուշադրություն է հրավիրել ցողունի և արմատների աճող ծայրերի վրա գտնվող բջիջների հատուկ խմբի վրա, որը գտնվում է գագաթային մերիստեմի բաժանվող բջիջների և ձգվող գոտու բջիջների միջև, որոնք շարունակում են աճել, բայց չբաժանվել:

Դեռևս 1990-ականների վերջին Մանկուսոն հայտնաբերեց, որ այս «անցումային գոտու» գործունեությունը ուղղորդում է ձգվող գոտու բջիջների ընդլայնումը և, հետևաբար, ամբողջ արմատի շարժումը: Դա տեղի է ունենում ուկսինների վերաբաշխման շնորհիվ, որոնք բույսերի աճի հիմնական հորմոններն են։

Նրանք մտածում են?

Ինչպես շատ այլ հյուսվածքներում, գիտնականները նկատում են մեմբրանի բևեռացման շատ ծանոթ փոփոխություններ հենց անցումային գոտու բջիջներում:

Նրանց ներսում և դրսում լիցքերը տատանվում են, ինչպես նեյրոնների թաղանթների պոտենցիալները։ Անշուշտ, իրական ուղեղի արդյունավետությունը երբեք չի ստացվի նման փոքր խմբի կողմից. յուրաքանչյուր անցումային գոտում մի քանի հարյուրից ավելի բջիջ չկա:

Բայց նույնիսկ փոքր խոտաբույսերի մեջ արմատային համակարգը կարող է ներառել միլիոնավոր նման զարգացող խորհուրդներ:Ընդհանուր առմամբ, նրանք արդեն տալիս են բավականին տպավորիչ քանակությամբ «նեյրոններ»։ Այս մտածողության ցանցի կառուցվածքը նման է ապակենտրոնացված, բաշխված ինտերնետ ցանցի, և դրա բարդությունը բավականին համեմատելի է կաթնասունի իրական ուղեղի հետ:

Դժվար է ասել, թե որքանով է այս «ուղեղը» մտածելու ընդունակ, սակայն իսրայելցի բուսաբան Ալեքս Կասելնիկը և նրա գործընկերները պարզել են, որ շատ դեպքերում բույսերն իրենց գրեթե մեզ նման են պահում։ Գիտնականները սովորական ոլոռի սերմերը դրել են այնպիսի պայմաններում, երբ նրանք կարող էին արմատներ աճեցնել սննդանյութերի կայուն պարունակությամբ զամբյուղի մեջ կամ հարևանում, որտեղ այն անընդհատ փոխվում էր:

Պարզվեց, որ եթե առաջին կաթսայում մթերք լինի, ոլոռը կնախընտրի այն, իսկ եթե քիչ լինի, կսկսեն «ռիսկի գնալ», իսկ երկրորդ կաթսայում ավելի շատ արմատներ կաճեն։ Ոչ բոլոր մասնագետներն էին պատրաստ ընդունել բույսերի մեջ մտածելու հնարավորության գաղափարը:

Ըստ երևույթին, ավելի քան մյուսները, նա ցնցեց անձամբ Ստեֆանո Մանկուզոյին. այսօր գիտնականը եզակի «Բույսերի նյարդակենսաբանության միջազգային լաբորատորիայի» հիմնադիրն ու ղեկավարն է և կոչ է անում մշակել «բույսանման» ռոբոտներ։ Այս կոչն ունի իր տրամաբանությունը.

Ի վերջո, եթե նման ռոբոտի խնդիրը տիեզերակայանում աշխատելը չէ, այլ ջրային ռեժիմն ուսումնասիրելը կամ շրջակա միջավայրը վերահսկելը, ապա ինչո՞ւ չկենտրոնանալ բույսերի վրա, որոնք այդքան զարմանալիորեն հարմարեցված են դրան: Իսկ երբ գա Մարսի տերրաձևավորումը սկսելու ժամանակը, բույսերից լավ ո՞վ «կպատմի», թե ինչպես կարելի է կյանքը վերադարձնել անապատ: Մնում է պարզել, թե ինչ են մտածում իրենք՝ բույսերը տիեզերական հետազոտության մասին:

Համակարգում

Բույսերն ունեն տիեզերքում սեփական «մարմնի» դիրքի հիանալի զգացողություն։ Բույսը, կողքի վրա դրված, կկողմնորոշվի և կշարունակի աճել նոր ուղղությամբ՝ հիանալի տարբերակելով, թե որտեղ է վերևում, որտեղից՝ ներքևում: Պտտվող հարթակի վրա այն կաճի կենտրոնախույս ուժի ուղղությամբ: Երկուսն էլ կապված են ստատոցիտների աշխատանքի հետ՝ բջիջներ, որոնք պարունակում են ծանր ստատոլիտային գնդիկներ, որոնք նստում են գրավիտացիայի տակ։ Նրանց դիրքը թույլ է տալիս բույսին «զգալ» ուղղահայաց ճիշտը: