:: Болезни цветов ::

:: Информация ::

:: Поиск на сайте ::

:: Популярные статьи ::

Японский сад

Йод-трава в народной медицине

Аукуба. Уход в домашних условиях

:: Полезно знать ::

Совет от 14.09.2019:

Листья теряют блеск и выглядят безжизненными:
Вероятная причина - слишком обильный свет; другой причиной может быть красный паутинный клещик. Даже здоровые зеленые листья могут выглядеть поблекшими, если их не мыть.




Цветы с ушами

Версия для печати
Цветы с ушами

Могут ли растения слышать? А "говорить"? Израильские ученые получили интересные данные на этот счет

Растения не такие уж и пассивные создания. Они реагируют на свет, влажность, изменение гравитации и химического состава почвы, они могут посылать друг другу химические сигналы и даже делиться с соседями полезными веществами через корни, прибегая к помощи грибов. Но могут ли они, подобно животным, слышать звуки и сами их издавать? В мире не так много ученых задается этим вопросом. Тем интереснее результаты, полученные коллективом инженеров и аграриев из Тель-Авивского университета.

Растем под музыку

Опылителей растения привлекают приятным запахом за счет летучих химических веществ, тем же способом справляются с паразитами. К примеру, маис, зараженный личинками совки, испускает терпеноиды, привлекающие паразитических пчел - врагов личинок. Огурцы и яблоки, пораженные паутинным клещом, выделяют соединения, привлекающие клещей-хищников, чтобы те дали отпор вредителям. Деревья могут обмениваться друг с другом углеродом с помощью "грибного интернета" - эктомикоризы, оплетающей их корни и способной разрастись на площади во много километров.

Почему бы им в таком случае не уметь реагировать на звуки? Теоретически это возможно. Кроме того, издавать звук энергетически дешевле, чем передавать сигналы химически. Неужели растения просто освоили более сложный вид коммуникации, не попробовав чего-то попроще?

Подобные гипотезы восходят к дебатам биологов конца XIX века о том, "умнее" ли растения, чем нам кажется, реагируют ли они на сигналы подобно животным и можно ли говорить о каком-либо поведении у флоры. Возможно, с легкой руки бенгальского ученого-энциклопедиста того времени Джагдиша Боса, считавшего, что растения чувствуют боль и эмоции, появились городские легенды о способности фикуса на вашем подоконнике различать человеческий голос или лучше расти под классическую музыку.

Любовь растений к определенным жанрам музыки пока никак не доказана, но известно, что определенная связь между звуками и процессами в растениях все же существует. Недавно ученые выяснили, что звук на частоте в 1 килогерц, испускаемый в течение одного часа на расстоянии 20 сантиметров от растения, способствуют делению его каллусных клеток (аналог стволовых клеток у растений) и повышает активность защитных ферментов и гормонов. Другие эксперименты продемонстрировали, что урожайность шпината, хлопка, риса и пшеницы увеличивается на 5-20%, если растения "слушают" громкие звуки по три часа в течение нескольких дней. Но могут ли растения реагировать на звуки еще быстрее? Это взялась выяснить группа ботаников и инженеров из Тель-Авивского университета.

Как не имеющий уши что-то услышит

Ученые рассудили просто: главные партнеры растений - опылители, о приближении многих из которых можно узнать только по жужжанию их крыльев. Растения стараются привлечь их сладким нектаром, но постоянно держать нектар сладким невыгодно: он может испортиться, в нем заведутся бактерии и, наконец, случайные любители поесть сладкого могут добраться до цветка раньше полезных насекомых. Что если растения могут усиливать сладость нектара, заслышав приближение опылителя?

Это и проверили в экспериментах с ослинником (Oenothera drummondii) - многолетним травянистым растением с небольшими желтыми цветами. В четырех испытаниях участвовало 667 растений. Их поделили на несколько экспериментальных групп.

Первая росла летом в естественной среде. Им давали в течении 30 секунд послушать тишину (никакого звука), затем включали звуковой сигнал, интенсивность которого росла от 50 до 1000 Гц, и таким образом проверяли почти все звуки, которые могут сопровождать полет опылителей. Затем включали высокий звук (158-160 кГц), который находится за пределами возможностей насекомых. Вторая группа росла летом, но уже в помещении и слушала кроме тишины и двух звуков еще и запись жужжания пчелы, с пиком на уровне 200-500 Гц.

Третью вырастили осенью, и помимо контрольных высоких и низких звуков она слушала еще один, "средний", на частоте 34-35 кГц. А для того, 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 группа тоже слушала звуки трех видов, но выращивали ее весной.

Из цветков до эксперимента извлекали нектар и измеряли уровень его сахара, затем немедленно давали послушать один из трех звуков, а еще три минуты спустя снова измеряли уровень сахара в их нектаре.

Выяснилось, что концентрация сахара в нектаре растений, которые слышали пчел или эквивалентный их жужжанию звук, была на 20% выше, чем у тех, кто слышал слишком высокие звуки или слушал тишину.

Также исследователям удалось зафиксировать и мелкую вибрацию цветов, причем только в ответ на жужжание пчелы либо звук аналогичной частоты. В ответ на более высокие или низкие звуки цветы не вибрировали. Также они оставались в спокойном состоянии, когда цветок накрывали стеклянным куполом, следовательно, "ушами" растения можно считать его цветы.

"Это снова показывает, что растения могут вести себя очень похоже на животных", - прокомментировала этот результат изданию The Atlanting Хайди Аппель из Университета Толедо, тоже изучающая реакцию растений на вибрации. При этом она подчеркнула, что эксперименты имитировали естественные условия, в которых растениям приходится слушать именно насекомых, а не симфонии или звуки бензопилы. У способности слушать появляется ясный эволюционный смысл.

Но дальше начинаются сплошные вопросы. Если цветы и есть "уши" растений, то как и куда они передают звуковые колебания? Какие химические процессы запускаются после этого в растении? Три минуты - не слишком ли долго для стремительной пчелы?

По поводу последнего вопроса у исследователей есть предположение. В природе ослинник растет группами, так что, пока пчела занята на одном цветке, остальные могут ее "услышать" и подготовиться, став вкуснее. А поскольку пчелы посещают за один полет несколько цветов, такая стратегия выглядит вполне оправданно.

Может, они еще и говорить умеют?

Чтобы проверить, могут ли растения сами издавать звуки, та же группа ученых сконструировала немудреную систему из горшка с растением и двух микрофонов в звукоизолированных куполах. Роль испытуемых взяли на себя кусты табака и томата. И тот и другой записывали в трех состояниях: здоровом, с недостатком влаги и надрезанном. В каждом эксперименте участвовало по три растения, реакции которых записывали в течение нескольких часов. На всякий случай записывали и пустой горшок.

Аппаратура зафиксировала отдельные ультразвуковые щелчки в исполнении растений - слишком короткие, чтобы люди их услышали, но, тем не менее, довольно отчетливые. На расстоянии около 8 сантиметров громкость щелчков достигала 60 децибел, что 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, судя по всему, сыто молчали - издавали меньше одного звука в час. Пустой горшок предсказуемо безмолвствовал.

Для верности исследователи натренировали алгоритм машинного обучения на данных своих наблюдений, чтобы тот "на слух" отличал эти растения в разных состояниях. Алгоритм с 70-процентной точностью определял, имеет ли он дело с сухим томатом, подрезанным табаком или хорошо политым растением.

Как считают ученые, им впервые удалось показать, что растения издают звуки, причем, по-видимому, именно во время стресса. Распознать их реально с 3-5 метров, но поскольку звуки очень высокие, то услышать их могут, по-видимому, только летучие мыши и мотыльки - существа, восприимчивые к ультразвуку.

Что же это было? Действительно ли растения вопят о помощи, когда их надрезают или высушивают? С одной стороны, ученым известно явление кавитации - процесса, при котором в ксилеме (основной водопроводящей ткани растения) при высушивании образуются пузырьки воздуха, которые лопаются, вызывая очень тихие вибрации. Тем не менее эти вибрации всегда записывались при подключении микрофона непосредственно к ксилеме, так что неизвестно, слышны ли звуки кавитации на каком-либо расстоянии от растения.

Другие ученые относятся к результатам эксперимента скептически. Один из собеседников The Atlantic, этолог Рафаэль Севилья, отметил, что "нет никаких признаков того, что хлопки - это специализированные сигналы стресса, а не случайные звуки, возникшие из-за повреждения".

Но даже если эти звуки что-нибудь значат, кто будет их слушать? Кто будет находиться рядом с растением часами, улавливая короткие ультразвуковые щелчки? И что за польза этому слушателю от таких щелчков? Звучат ли все растения? Значит ли это, что лес или цветочная поляна буквально наполнены шумами всевозможных трав, кустов и деревьев? И если да, то кто и зачем будет отфильтровывать в этой какофонии отдельные звуки? Может быть, растения слушают другие растения? Но опять же: для чего?

Израильские ученые, статьи которых пока не были опубликованы в рецензируемом журнале, а доступны только в препринте, уверены, что их результаты могут перевернуть наш взгляд на царство растений, и намерены убедить критиков, повторив эксперименты в природных условиях, а не в теплице, и с животными, чтобы увидеть, реагируют ли они на сигналы сухих и подрезанных кустов. Также не мешало бы проверить, отличаются ли звуки у разных видов растений.

***

Ученые, которым журналист издания The Atlantic показал обе статьи израильских агрономов, в целом с благосклонностью отнеслись к идее того, что растения могут слышать, а вот к их способности говорить - со скепсисом.

Скепсис западных коллег в целом разделяет и Илья Володин, ведущий научный сотрудник лаборатории поведения животных биологического факультета МГУ, который сказал корреспонденту, что вопрос о природе записанных учеными звуков остается открытым.

"Я не специалист по звукам растений, но мы регулярно записываем ультразвук от животных и проблемой является сильная фоновая зашумленность в ультразвуковой области. Причем периодически побочный шум возникает из ниоткуда: помещение многократно проверено на ультразвуковой шум - и вдруг во время записи что-то появляется, а потом исчезает", - сказал он.

Фантастической кажется и идея цветка как органа слуха. Людям для этого нужна ушная раковина и барабанная перепонка. Но звук - это колебания воздуха, и улавливать их можно разными способами. У птиц нет ушных раковин, кузнечики слышат лапками, а у змей для этого приспособлена нижняя челюсть. Но все суждения о возможных выгодах от этого умения для растений пока остаются умозрительными.

Евгения Щербина

Источник заметки: https:


15.02.2019.


:: Последние новости ::

Душица обыкновенная (орегано) - что это такое?

Выращиваем Астры

Сальпиглоссис

Зимолюбка

Цветы с ушами



Статьи