Умные растения
Шрифт:
Консуэло ди Мораниш рада, что ее повилика произвела на нас впечатление. Она — профессор биологии, и враждебные чувства по отношению к растениям-паразитам ей чужды. Напротив, когда она описывает типичный жизненный путь кускуты пятиугольной (cuscuta pentagona) — как раз того вида повилики, который взбирается на наши томаты, в ее словах сквозят уважение и восхищение. Каждый побег повилики должен в кратчайшие сроки решить вопрос жизни и смерти. В течение трех-четырех дней он должен найти растение-хозяина (лучше всего томат), иначе он погибнет. Ему приходится иметь дело с такими сжатыми сроками (действительно, что такое три дня для растения?) из-за того, что запасы энергии и питательных веществ в его семенах ограничены. Оно расходует их всего за несколько дней, но, поскольку побег не образует ни одного листочка, вкладывая все силы в рост в длину, даже солнечный свет ему уже ничем не поможет. Единственный шанс для ростка — как можно быстрее добраться до молодого томатного куста и, обхватив стебель, присосаться к нему. Теперь самое сложное уже позади, можно тянуть петли и дальше, обустраивая новые заправочные пункты. Повилика даже обрывает свою связь с поверхностью почвы, потому что корни, как и листья, ей практически не нужны. Пищу она получает только из сока растения-хозяина, однако слишком усердствовать ей нельзя: гибель томата в конце концов обернется ее собственной гибелью.
Оранжерейная повилика, похоже, уже все усвоила и теперь усиленно занимается размножением: маленькие белые цветки целыми пучками распускаются прямо на ее «нитках», будто их кто-то приклеил. Такими же чужеродными кажутся капсулы с семенами, которые при малейшем прикосновении лопаются, рассеивая по земле новое поколение повилик. В целом отличная стратегия. Все портит лишь эта небольшая деталь — угроза смерти, нависающая над молодой повиликой в первые три-четыре дня. Она и есть ахиллесова пята зеленой паразитки. В ранний период побег повилики не длиннее человеческого пальца. В этом случае шанс натолкнуться на томат или другую культуру очень мал. Лотерея с минимальной вероятностью выигрыша. И тем не менее кускута часто становится победителем в этой игре.
Именно победоносность повилики и навела Консуэло на размышления, которым в дальнейшем суждено было стать звездным часом ботанических исследований. Что может предпринять побег, чтобы увеличить вероятность встречи с томатом?
«Поначалу у нас не было ничего, кроме этой безумной идеи, — с улыбкой признается Консуэло. — Мы с Марком однажды проиграли ее за бокалом вина».
Марк Мешер — коллега и муж исследовательницы, а «безумная идея» заключалась в предположении, что побег повилики каким-то образом способен узнать, где находится ближайший к нему томат, и может интенсивно расти в заданном направлении. Таким образом можно не отдаваться на волю случая и существенно увеличить свои шансы на выживание.
Это звучит так, будто мы ведем беседу об иных мирах, где растения наделены сверхъестественными способностями. Однако Марк и Консуэло уже давно исследуют взаимодействие зеленых организмов с окружающей средой и то, как они получают сигналы или же посылают их сами. Об этом еще пойдет речь — в любом случае теперь стало яснее, как ботаникам могла прийти в голову столь безумная идея.
— Самое прекрасное в этой догадке то, — считает Марк, — что ее очень легко проверить. Нам нужно было лишь высадить и вырастить побег повилики рядом с ростком томата. Мы это сделали и сфотографировали процесс. Через каждые две минуты — новый снимок.
На результаты можно посмотреть. Сидя перед компьютером Консуэло, мы пронаблюдали три дня из истории соседских отношений — как фильм, снятый рапидом, когда время действия сжато всего до нескольких минут. Росток томата словно бы дышит: он ритмично поднимает и опускает листья и при этом беззаботно тянется ввысь. Совсем иначе ведет себя крошечный, всего в миллиметр, побег повилики. Белый кончик его ростка-нитки выглядывает из почвы сантиметрах в десяти от томата: нетерпеливо и нервно, как кажется со стороны, он растет вверх круговыми поисковыми движениями, подобно фасоли и другим ползучим растениям. А потом наступает момент, повергающий нас почти в детский восторг и вызывающий такие глубокомысленные комментарии, как «ух ты!» или «с ума сойти!». Побег на мониторе, словно услышав некий оклик, вдруг начинает расти в другую сторону. Каким-то образом сориентировавшись, он поворачивает вбок и целенаправленно приближается к томату, причем кончик побега совершает те же круговые движения, что и до этого, — его желтоватая нить напоминает лассо. Так едва ли пропустишь цель. Побег «пристыковывается» и многократно обвивается вокруг стебля томата, как обычно делают все ползучие растения. Так идея из безумной стала гениальной: кускута учуяла томат и стала активно двигаться в его сторону.
Естественно, Марк и Консуэло захотели узнать, как повилике это удается. Какие органы чувств она «включает» для распознавания жертвы? На обманку — бумажный томат, очень похожий на настоящий, — кускута никак не отреагировала. Как и на окрашенные жидкости в стеклянных сосудах. Даже влажность и температура оставили ее равнодушными. Все это укрепило Консуэло в догадке, которая возникла с самого начала: повилика находит своего хозяина по запаху. Растения усеяны миллионами маленьких отверстий, сквозь которые зеленые создания осуществляют газовый обмен с окружающим воздухом. А может, эти устьица действуют как нос и воспринимают ароматические вещества? Это вполне вероятно. Но как добыть неопровержимые доказательства?
Ботаники изобрели ароматический тест для побегов повилики. В лаборатории без окон они предоставили молодым томатам оптимальные условия освещения. Светильники на потолке заливают помещение ослепительным блеском — настолько ярким, что хочется надеть солнечные очки, считает Консуэло. Следует добавить, что прожекторы стократно отражаются в стеклянных колпаках, выставленных в ряд. Беспокойное море бликов, приходящих в движение при каждом шаге. Сияющий интерьер, созданный из стекла и света, мог бы стать украшением любого научно-фантастического фильма, но здесь он служит только коллектором томатного запаха. Под стеклянными куполами ростки томатов великолепно развиваются, испуская свои типичные ароматические вещества. Соответствующие молекулы постепенно переносятся потоками воздуха и накапливаются в угольном фильтре. Через день-два аромат можно будет «вымыть» оттуда и получить несколько капель концентрированных «томатных духов». Человеческий нос едва ли уловит этот аромат, разве что почует легкий оттенок затхлости, подобно запаху мокрой бумаги. Но намного важнее вопросы: отреагирует ли на него кускута и каким именно образом?
Тест на запах чрезвычайно прост. Если повилика определяет местоположение томата именно по запаху, тогда она должна расти и в направлении нашей «туалетной воды». Консуэло поместила побег между двумя резиновыми блюдечками: правое наполнено пахучим экстрактом, левое (для проверки) — пустое. Результат теста подтверждает подозрения Консуэло. Побег игнорирует незаполненное блюдечко и целеустремленно растет в сторону резиновой емкости с «томатными духами». Нет сомнений, повилика напала на след и по запаху двигается к предполагаемой жертве — даже если на этот раз ее обвели вокруг пальца во имя науки и она в конце концов ослабеет и погибнет.
«И вправду удивительное поведение, — одобрительно комментирует Марк. — Такое можно ожидать от животных, но, судя по всему, растения-паразиты ведут себя похожим образом. Во всяком случае, кускута».
И еще кое-что очень напоминает поведение животных: как и кот Лео, повилика может принять решение и выбрать то, что ей больше по вкусу. Томат, конечно же, ее любимое блюдо, но есть и другие растения, которые она рассматривает в качестве источника питания. К примеру, ростки пшеницы. Разнообразие меню может затруднить выбор.
Для школьников Марк и Консуэло разработали экспериментальный набор, позволяющий показать избирательное поведение повилики на подоконнике в классе. Ученики проращивают семечко cuscuta на одинаковом расстоянии от ростков томата и пшеницы. Как и ожидалось, побег делает выбор в пользу своей любимой пищи и отвергает пшеницу. (По крайней мере, так происходит в большинстве случаев, однако среди растений тоже встречаются чудаки.)
Эксперимент становится намного увлекательней, когда томаты отсутствуют и на подоконнике остается только менее любимая пшеница. Как поведет себя в этом случае прорастающая повилика? Будет двигаться беспорядочно? Менее целенаправленно? Приспособится к ситуации? Она реагирует именно так, как делают животные или даже люди. Наша паразитка как будто говорит: «Лучше пшеница, чем ничего» — и довольствуется злаком. Прямо на глазах школьников она растет по направлению к ближайшей пшенице. При необходимости повилика сожрет и ее. Возможно, большого ума для этого не требуется, но в такой ситуации растение способно сделать выбор в пользу лучшего питания.