От сильного стресса даже томаты заговорят... Ученые из Тель-Авива и Бостона доказали, что растения способны реагировать на стресс от засухи или среза ствола довольно громким... «голосом» до 70 дБ, если перевести их голоса, звучащие в ультразвуковом диапазоне, на слышимый. Мы попросили объяснить этот эффект наших биологов.
Людям свойственно одухотворять растения. Ну согласитесь, каждый из нас хоть раз да разговаривал со своим любимым цветком на подоконнике, призывая его побыстрее зацвести, к примеру. О том, что они нас слышат, увы, сведений достоверных нет, но то, что они чувствуют боль и реагируют на нее своим ультразвуковым голоском, — это теперь наша реальность. Изменила представление о царстве растений, которое ранее считалось безмолвным, группа ученых из Израиля и США, статья которых вышла недавно в довольно авторитетном научном журнале.
О том, что растение испытывает стресс, мы и раньше могли судить, но только по изменению его внешнего вида. Теперь, получается, мы можем не доводить дело до того, что наш любимый цветок зачахнет, а услышать его «зов о помощи» гораздо раньше? Ученые провели эксперимент, поднося к растениям специальные микрофоны, которые улавливали изменения, происходящие в ультразвуковом диапазоне волн. После того как «голоса» подвергшихся стрессу томата и табака преобразовывали в обычный, слышимый диапазон, ученые услышали характерные хлопки. Их частота и громкость различались в зависимости от вида растения, от причин стресса и в зависимости от того, где это все происходило.
В том, как проводился эксперимент, нам помог разобраться сотрудник федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН кандидат биологических наук Александр Жгун:
— На первом этапе испытания израильские ученые помещали растения в герметичный бокс, изолированный от всех звуков, ставили внутрь два микрофона, при помощи которых и записывали только те звуки, которые исходили от растения, — поясняет Александр Александрович. — Использовались два типа воздействия: растения либо лишали полива, либо срезали им ствол. Если целое растение почти не издавало никаких звуков в ультразвуковом диапазоне, на частоте от 20 до 150 кГц, то после среза оно могло выдать 35–50 хлопков.
— Что же являлось их источником?
— Вода в сосудах растений находится под давлением и насыщена маленькими воздушными пузырьками. Когда система высыхает или рушится в результате механического повреждения, эти пузырьки лопаются, происходит их кавитация, что в итоге и проявляется хлопками. Это отражается в слабой вибрации, которую впервые детектировали на уровне ультразвуков. Оказалось, что различные растения кавитируют по-разному, это может служить новым диагностическим критерием. Особенно важно, что некоторые грызуны и насекомые потенциально способны уловить такие вибрации, что может являться дополнительным фактором коммуникации.
— А где именно происходит этот процесс?
— У каждого растения есть глубинные волокна — ксилеммы, отвечающие за восходящий ток воды и растворенных солей от корней к листьям, и флоэмы, отвечающие за нисходящий ток органических веществ к корням и другим нефотосинтезирующим органам от листьев.
— Читала, что растения также проверяли и в условиях оранжереи...
— Верно. И для этого эксперимента исследователи в течение нескольких дней записывали при помощи тех же микрофонов фоновый шум теплицы, чтобы после отминусовать его от шума, издаваемого растениями. Записывали отдельно даже горшок с землей, чтобы исключить возможные процессы в нем, продуцирующие неуловимые человеческим ухом звуки.
— И что «произнес» горшок?
— От него не было никаких звуков. Итак, определившись с фонами, ученые поставили записывающее оборудование возле 23 кустов томата и стали круглосуточно их записывать, ни разу не полив. Интересно, что начиная с 4-го дня и до 6-го их «голоса» проявлялись все чаще, но потом количество хлопков стало падать. С чем это может быть связано, надо еще изучать.
— Так где растениям было уютнее — в камере или в оранжерее?
— В оранжерее у растений, которые не поливали, было меньше звуков, чем в акустической камере. Если в изоляции они издавали по нескольку десятков звуков в час, то в теплице то же количество было зафиксировано за сутки.
— Получается, в теплице, в окружении других растений, томату и табаку лучше?
— Только если взять издаваемые ультразвуки при стрессе как основной критерий. Однако взаимосвязь между их количеством и реальным состоянием растения нужно еще уточнять.
Комментарий директора Ботанического сада МГУ, доктора биологических наук Владимира Чуба:
— Сейчас уже никто не сомневается, что растения живые, но то, что они могут издавать ультразвуки, — это действительно нечто новое. В работе израильтян была использована чувствительная техника, которая может фиксировать слабые звуки в ультразвуковом диапазоне. Предположительно, в дальнейшем по этим звукам можно наладить систему мониторинга состояния растений в теплице для более своевременного полива. Ставим микрофоны возле растений — когда начнут щелкать так, как при засухе, запускаем систему автополива, если на них напали вредители и они начали щелкать по-другому, значит, надо прийти с химикатом и побрызгать от вредителей.
Кстати, на сами растения звуки тоже могут влиять, но это уже совсем другой шумовой диапазон, такие звуки отчетливо слышны и нам. Замечено было, что при облучении звуками определенной интенсивности менялась, в частности, скорость роста растений. В частности, сильное шумовое загрязнение своей вибрацией приводило к торможению роста.
Есть еще такое понятие, как резонанс звуков, который запускает насекомое-опылитель. Когда к растению приближается пчела, пыльники (часть тычинки, содержащая пыльцу. — Авт.), чувствуя ее приближение, вступают в резонанс и запускают усиленное созревание пыльцы, выделение нектара. Кто-то назовет это «коммуникацией», а кто-то — простой физикой.
Наталья Веденеева
