Чувствуют ли цветы прикосновения

Как растения реагируют на прикосновения

В ответ на механическое раздражение в растениях довольно быстро меняется активность целого ряда генов.

Хотя мы и знаем, что растения живые, нам всё равно трудно представить, что они что-то чувствуют – если растение щёлкнуть по листу, оно не отдёрнет ветку и не убежит. Тут есть некоторые исключения – например, некоторые хищные растения, которые очень хорошо чувствуют механическое раздражение от потенциальной жертвы (а венерина мухоловка даже умеет считать количество прикосновений), но, так или иначе, мы считаем растения в некотором роде бесчувственными – ни органов чувств, подобных тем, что есть у животных, ни нервной системы у них нет.

Однако на самом деле растения всё чувствуют, пусть внешне они это никак и не проявляют. Исследователи из Университета Западной Австралии обнаружили, что в ответ на обрызгивание водой в листьях Arabidopsis thaliana меняется активность множества генов, управляющих работой митохондрий и хлоропластов.

Всё действительно выглядело так, как если бы арабидопсис реагировал именно на прикосновение капель воды (то же самое наблюдали и тогда, когда до листьев дотрагивались пинцетом или когда по ним слегка похлопывали): в статье в Plant Physiology авторы пишут, что молекулярный ответ был иной, чем когда на растение действовали химическим раздражителем. Механическая реакция возникала через 10-30 минут; при этом, что любопытно, похожие изменения происходили и в том случае, если на листья внезапно падала тень, как будто к растению кто-то подошёл – такая резкая тень, очевидно, служила сигналом, что листья будет кто-то трогать, и хорошо, если просто какой-то прохожий, а не кто-то травоядный.

Удалось также определить два гена, запускающие молекулярную перестройку после механического раздражения, AtWRKY15 и AtWRKY40 – их задача, видимо, состоит в том, чтобы оценить, насколько серьёзной оказалась «угроза прикосновения» и не стоит ли вернуться обратно к нормальному состоянию.

На самом деле биологи уже давно знают, что механическое раздражение подавляет рост растений – в 2000 году вышла публикация исследователей из Университета Райса, в которой сообщалось, что если регулярно дотрагиваться до растения, оно растёт медленнее и вырастает совсем небольшим. В сравнительно недавней статье в Current Biology те же авторы писали о том, что одним из компонентов растительного механического чувства могут быть гормоны жасмонаты. Они влияют на самые разные процессы, от индивидуального развития растения до защиты от вредителей.

Удалось установить, что когда уровень жасмонатов повышается, в тканях растения накапливаются метаболиты, буквально вызывающие несварение желудка у насекомых-вредителей. Кроме того, жасмонаты помогают не только от насекомых, но и от некоторых грибковых инфекций. С другой стороны, как оказалось, их концентрация в тканях растения возрастает при механическом воздействии. Легко представить, что таким образом растения защищаются от нашествия гусениц: чем больше насекомых ползёт по ним, тем сильнее механическое раздражение, тем больше вырабатывается защитных гормонов.

Если отвлечься от механической чувствительности, то можно вспомнить о том, что, к примеру, золотарник чувствует мух, которые откладывают на него свои яйца, по запаху, и в ответ выделяет свои запаховые сигналы, чтобы отпугнуть насекомых. Об этом три года назад писали в PNAS исследователи из Пенсильванского университета – правда, никаких объяснений того, как именно золотарник может чувствовать феромоны мух, авторы работы не предложили. (О других примерах того, как растения чуют вредителей, можно прочесть в нашей прошлогодней заметке.)

Растения могут даже предупреждать соседей об опасности: недавно биологи из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили, что когда полынь кто-то начинает есть, она выделяет летучие вещества, которые ловят её соседи и в ответ синтезируют некие вещества, делающие их самих менее вкусными. Что любопытно, сигнал поймёт только близкий родственник – если сосед-полынь генетически сильно отличался от того, кто оказался в беде, сигнал бедствия проходил мимо него.

Источник

Есть ли у растений чувства? Биологи — о боли в корешках, трипе гороха и лесной солидарности

Еще Дарвин выдвинул гипотезу, что кончики корней выполняют у растений роль мозга. Однако после него еще целое столетие никто не пытался изучать растительный аналог нервной системы. Небольшой группе современных биологов удалось доказать, что растения способны к зрению, чувствуют боль и наркотическое опьянение. Почему эта область знаний окружена завесой молчания и каких успехов достигла она в последние годы, пишет журнал Nautilus.

Франтишек Балушка, профессор цитологии растений из Боннского университета, вместе со Стефано Манкузо из Флорентийского университета и другими коллегами решили исследовать воздействие наркоза на растения. Для эксперимента была выбрана венерина мухоловка — растение, заманивающее свои жертвы в ловушку из сдвоенных листьев, которые захлопываются, как только насекомое касается волосков на их внутренней стороне. Половинки листа смыкаются во мгновение ока, образуя «желудок», в котором переваривается пища.

Экспериментируя с анестетиками, в том числе применяемыми при операциях на людях, ученым удалось добиться прекращения электрической активности внутри растения, в результате чего ловушка перестала реагировать на касание. Схожим образом вел себя под наркозом и горох: его усики, которые обычно тянутся во все стороны в поисках поверхностей для крепления, перестали вытягиваться и завились на месте. После того как введенное вещество было расщеплено, естественная активность растений возобновилась.

Значит ли это, что растения пришли в сознание так же, как люди приходят в себя после общего наркоза? Это очень важный вопрос, ведь чтобы прийти в сознание, нужно его иметь.

«Растения и деревья, без сомнения, могут испытывать боль, — говорит Балушка. — Любой живой организм нуждается в этом, чтобы соответствующим образом реагировать на происходящее». Доказательство тому, объясняет он, можно наблюдать на молекулярном уровне.

Растения, как и животные, выделяют вещества, подавляющие боль. Если бы они не испытывали ее, какая в этом была бы необходимость?

Балушка сделал и несколько других открытий. В Южной Америке произрастает лоза, чьи листья приобретают форму листьев растения-хозяина, которое она обвивает. Логично было бы предположить, что в основе такого поведения лежит химическая активность: лоза выявляет душистые вещества дерева и реагирует, видоизменяя свои листья генетически предопределенным способом.

Одному из исследователей пришло в голову поселить лозу на искусственном растении с пластиковыми листьями. В результате она сымитировала форму искусственных листьев так же, как настоящих.

Балушка считает это доказательством того, что лоза способна видеть, ведь в этом случае растение-хозяин не выделяло химических веществ и не посылало электрических сигналов. По мнению Балушки, видеть могут все растения.

О том, что деревья умеют отличать свет от темноты, было известно и прежде. Мы также знали, что буки могут измерять продолжительность дня, используя для этого световые рецепторы, которые дают сигнал к пробуждению. Но это всё же далеко от зрения в значении распознавания форм и цветов.

Здесь Балушка ссылается на исследования кутикулы — слоя ткани на поверхности растений. У большинства из них этот слой полностью прозрачен. Если всё, что делают растения — это улавливают солнечный свет для производства глюкозы, на их поверхности (куда попадает больше всего света) должны размещаться необходимые для фотосинтеза органы — хлоропласты. Известно, что чем дальше от поверхности, тем меньше поглощается света.

И тем не менее кутикула прозрачна. Более того, у некоторых растений она имеет вид линзы, то есть фокусирует свет — подобно тому, как это делает роговица глаза. Если фотосинтез — единственная задача листьев, намного разумнее было бы просто пропускать лучи, а не собирать их. Фокусирование не увеличивает количество света, попадающего на лист.

Листья, играющие роль глаз? Эта идея кажется особенно странной, если учесть, что каждую осень деревья сбрасывают свои «глаза».

Однако шесть месяцев (в климатических условиях Европы) — довольно долгий срок для животного мира. Мухи, например, пользуются глазами около месяца — примерно столько длится их жизнь. А поденки, чьи имаго живут около одного дня, пользуются зрением меньше 24 часов.

Еще один интересный факт, связанный с деревьями: после того как листья сформировались, клетки в них не обновляются в течение всего сезона созревания, то есть довольно долго. Для сравнения, клетки роговицы человеческого глаза полностью заменяются каждые 7 дней.

Читайте также

Казалось бы, такие открытия, как боль и зрение у растений, должны потрясти научное сообщество. Однако реакция была сдержанной. Балушка — чуть ли не единственный, кто серьезно занимается данной темой. А значит, эта отрасль науки может вскоре снова исчезнуть, как это уже один раз произошло во времена Дарвина.

Дарвин предположил, что кончики корней выполняют функции, аналогичные функциям мозга у простых животных. Пропасть между этими двумя царствами могла быть преодолена еще тогда, но исследования приостановились на сто лет. В 1973 году вышла книга Питера Томпкинса и Кристофера Берда «Тайная жизнь растений». Она была основана на невоспроизводимых экспериментах и нанесла отрасли удар, от которого та не оправилась до сих пор.

Есть и еще одна проблема, объясняет Балушка. Все исследования нервной системы, мозга и таких явлений, как боль, изначально проводились на людях. Поэтому необходимые термины уже заняты. Было бы некорректно переносить эти понятия на растения, в которых наблюдаются схожие процессы. Нейробиология оказалась зарезервирована для животных.

Достижение равенства между разными формами жизни требует дальновидности и научной ясности. Дарвиновская идея о «выживании сильнейших» не подразумевает, что все формы жизни воюют друг с другом и сильнейший одерживает верх. Речь идет скорее о способности адаптироваться к определенной среде и успешно размножаться. Это значит, что виды, делающие ставку на объединение, также могут преуспеть.

Пример деревьев, волков и особенно людей показывает, насколько успешными бывают сообщества. Поэтому более корректно говорить о «выживании наиболее приспособленных», а не самых сильных и агрессивных видов.

Более того, ранние виды были не примитивными и недоразвитыми, а хорошо приспособленными к условиям своего времени. Природа изменчива, континенты движутся, климат меняется, поэтому задача эволюции — не улучшение организмов, а обживание в новой конфигурации окружающей среды.

Согласно устаревшему представлению о развитии форм жизни, живые существа постоянно совершенствовались до тех пор, пока наконец не появился человек, стоящий на вершине творения. Лесничие считают себя своего рода посредниками: они убеждены, что деревья, принадлежащие не только к разным, но и к одному виду, соперничают между собой за свет, воду и питательные вещества. Считается даже, что естественные леса не уцелели бы без помощи лесничих.

Тем не менее деревьям более 300 миллионов лет, современным людям — 300 тысяч, а лесничеству — всего 300. Большую часть своей истории деревья прекрасно справлялись без посредников — отчасти из-за того, что вовсе не соперничали друг с другом.

Прискорбно, что последние сто лет мы рассматривали природу как зону боевых действий между разными видами. По мнению философа Эмануэле Коччи, который недавно написал книгу о растениях под названием «Корни мира», природа — это не зона боевых действий. Напротив, в ней царит солидарность.

Источник

Чувствуют ли растения бoль: рассказываем и объясняем

Есть такое растение — мимоза стыдливая. Когда к нему прикасаешься, оно сворачивает листики, отсюда и название:

Так неужели растения способны чувствовать прикосновения и ощущать боль?
В детстве я часто задавалась этим вопросом, давайте же расставим все точки над i.

Человек ощущает боль благодаря (именно благодаря, потому что боль- это очень важная ответная реакция нашего организма) ноцицепторам. У растений они отсутствуют.

Однако, почему же тогда мимоза сжимается, когда мы прикасаемся к ней? Очень просто.
Растения не испытывают болевых ощущений, в привычном нам понимании, но растения ощущают и реагируют на внешние раздражители.

В последнее время проводилось множество исследований, касаемо чувствительности и ответной реакции растений.

Рассмотрим ещё один пример. Растение — Венерина мухоловка.

Она «умеет» ловить свою добычу. А ведь для этого ей необходимо реагировать на животное, попадающее к ней в «капкан».
Проводился эксперимент, когда в растение вводили хлороформ, замедляющий реакции.

При этом, растения, подобные Венериной мухоловке или мимозе переставали реагировать на внешние раздражители.

У растений имеется примитивный аналог нервной системы, который заключается в выработке электронных сигналов.

Так что, все-таки вегетарианцы могут спать спокойно. Растения не испытывают боли. Во всяком случае, пока ученые не нашли доказательств обратному.
А то, что мы испытываем сомнения в этом вопросе — больше психологическое (ну и вопросы экологического воспитания, когда нам с детства прививают любовь к природе. И это, кстати, хорошо.).

Ну а в заключение предлагаю вам полюбоваться великолепными растениями во льду:

Благодарим вас за прочтение!
Надеемся, вам было интересно.
Если так, то будем рады лайкам, комментариям и подписке на наш канал.

Источник

Могут ли растения чувствовать боль?

Боль чувствует большинство живых организмов. И в нашем представлении это делают животные. Растения, безусловно, к ним не относятся. Тем не менее они однозначно являются живыми организмами. В связи с этим и стало интересно: способны ли представители флоры чувствовать боль ? И если да, то как, в чём это для них выражается?

Растения умеют реагировать

Учёные отмечают , что растения фиксируют те повреждения, которые получают от нас с вами. Они распознают движения, у них за это отвечает даже целый орган. Он называется pulvinus.

Существуют также довольно интересное растение, которое называется мимоза стыдливая. Своё наименование она получила из-за того, что когда к листьям цветка кто-то прикасается, те начинают закрываться, сворачиваться.

Исследователей очень заинтересовала такая реакция растения. Получается, что оно чувствует прикосновения, раз реагирует на них, верно? Учёные решили выяснить, что будет, если ввести растению человеческие препараты, которые снижают чувствительность. Например, такой анестетик как хлороформ.

Выяснилось, что реакция растения оказалась вполне предсказуемой. Когда к цветку прикасались после введения препарата, он переставал реагировать. То есть мимоза стыдливая не закрывала листья, потому теряла чувствительность. В этом отношении растение ничем не отличалось от людей.

Что будет, если ударить растение током?

Однако прикосновение – это далеко не единственное, что может чувствовать человек и растение. Удар током мы все очень хорошо ощущаем. Если пустить электричество по ноге, то она вздрогнет или даже подпрыгнет. Причём это будет непроизвольно, то есть вне зависимости от нашей с вами реакции.

Растения тоже могут реагировать на электрические разряды. В этом плане они также напоминают нас. Если пустить ток по мимозе, она закроется. Речь идёт о биологическом механизме, причём довольно древнем.

У растений нет нервной системы

Из всего вышесказанного может сложиться картина, что растения близки людям и реагируют на прикосновения или на воздействия так же. Можно ли из этого сделать вывод о том, что цветы или трава чувствуют боль?

На самом деле они её не ощущают в нашем, человеческом понимании. Боль является частью работы нервной системы. А нервная система, в свою очередь, нужна для обработки информации и выдачи нужной реакции. Фактически, это – основа нашего с вами существования в том виде, в каком мы есть. Однако этот способ обработки информации у природы – далеко не единственный.

Например, тля может атаковать листья. Те начинают передавать об этом сигналы по всему растению. В итоге разворачивается целая система подготовки к атаке. Учёные говорят, что со стороны это сильно напоминает работу нервной системы у человека. Однако у представителей флоры нервной системы нет.

Так чувствуют ли растения боль?

Люди ощущают боль из-за того, что у них есть рецепторы, которые называются ноцицепторами. Они сформировались в ходе эволюции так, чтобы реагировать на боль. Существуют генетические сбои, при которых у людей нет этих рецепторов. В итоге при повреждении ощущается давление, но не боль.

У растения таких рецепторы отсутствуют. Так что когда учёные или повара отрезают лист от куста, то предполагают, что какая-то информация у кустарника о том, что происходит, появляется. Однако это нельзя назвать “чувствованием боли”, потому что такой вывод был бы неверным.

Осознают ли растения повреждения?

Многих также беспокоит, осознают ли растения повреждения. Ведь при утвердительном ответе перед людьми возникли бы новые этические проблемы. Однако учёные отмечают, что растения не могут осознавать происходящее. И даже сами предположения о чём-то подобном являются следствием антропоморфизма – когда мы переносим сугубо человеческие черты на окружающую нас природу. А в действительности растения устроены по-другому.

Фактически, схлопывающиеся ловушки венерины мухоловки реагируют на давление. Клетки растений также обладают краткосрочной памятью, которая составляет всего 20 секунд. Этого достаточно, чтобы хищное растение оказалось вполне приличным охотником и разработало собственную стратегию для выживания.

Источник