Интеллект растений. Удивительные научные открытия, доказывающие, что растения разумны

Рассматривая растения, я вновь обретала осязаемую близость с миром природы. Дело не в том, что это помогало игнорировать экологическую катастрофу; это был способ вернуть себя к жизни. Каждое растение служило иллюстрацией мира, который мы могли потерять, каждая экосистема – другой галактикой. И все же, читая статьи об интеллекте растений, я представляла, что пытаюсь рассмотреть огромную гору, глядя на нее сквозь крошечную лупу. Волна новых исследований подтверждала мои опасения. Недавно ученые обнаружили, что растения способны запоминать, но понятия не имеют, где эти воспоминания хранятся. Они также выяснили, что растения могут узнавать родственников, но как это происходит, также остается загадкой. Эти открытия представляли собой намеки, фрагменты, которые указывали на наличие чего-то большего, целостного.

Так что же такое растение? Похоже, так никто и не знает. Во время одной из прогулок я решила уйти с работы, чтобы посвятить время растениям. В редакции новостей, где я тогда работала, наступили не лучшие времена. Доходы от рекламы снижались, инвесторы были напуганы, и сотрудников увольняли. Моральный дух упал ниже некуда. Я больше не видела смысла там оставаться. Я чувствовала, что меня могут в любой момент уволить, так что даже гарантия полной занятости стала казаться иллюзией. У меня накопились кое-какие сбережения, и я решила урезать расходы. Пришло время перемен. У друга детства нашлось для меня место в старом доме на ферме, где он вырос и где мы в детстве носились по ржаным полям. Я могла поселиться там, а затем отправиться в путешествие, чтобы увидеть растения в других местах, в местах их исконного обитания, там, где они эволюционировали, чтобы жить.

Оно того стоило: в ботанике явно происходило нечто важное. Наука приближалась к рубежу, от которого, возможно, уже нельзя было повернуть назад: наше убеждение, что растения – немые, ничего не чувствующие существа, выглядело совершенно неверным. Момент казался подходящим. Было бы кощунством замуровать эту прекрасную историю во мраке академических кабинетов. Мне стало казаться, что она может изменить мир. Мой она уже точно меняла. Хотя что значило мое любопытство по сравнению с открывавшимися перед миром перспективами. Чем больше времени я проводила, размышляя о растениях, тем сильнее мне хотелось ими заниматься: это меня захватывало. Я чувствовала, что вижу все гораздо более отчетливо.

Я вернулась домой, и мое внимание привлек гигантский эпипремнум, висевший на окне в кухне. Его листья стояли вертикально. За время моего отсутствия они всей поверхностью развернулись к оконному стеклу, практически приклеившись к нему. Я осмотрела другие комнатные растения. Филодендрон пытался просунуть тонкий коричневый воздушный корень в стоящий рядом горшок с толстянкой. Я перевела взгляд на каучуконосный фикус, выросший из черенка от каучуконоса моего отца, который, в свою очередь, отщипнул отросток от растения родителей, подаренного им в день свадьбы шестьдесят лет назад. Это первоначальное растение, теперь уже внушительное дерево, по-прежнему стояло у рояля в гостиной бабушки с дедушкой, возвышаясь над всем вокруг. Однажды оно едва не погибло, и тогда бабушкина мама отрезала уцелевшую ветку и держала в воде до тех пор, пока из среза не показались белые корни, так ей удалось вырастить каучуконос из одной ветки. Четыре поколения моей семьи ухаживали за этим растением, а оно все еще молча наращивало новые части тела. Не является ли это своего рода памятью?

Мне надоело, что я многого не понимаю. Я должна была сделать шаг и во всем разобраться.

Глава 2

Как ученые меняют свое мнение

Факты несут в себе теорию; теории несут в себе ценности; ценности несут в себе историю.[21]

Донна Харауэй, «В начале было слово: генезис биологической теории», 1981

Спрашивать человечество о том, что значит присутствовать в этом мире… значит воспроизводить очень неполный образ космоса.[22]

Эмануэле Кочча, «Жизнь растений», 2019

С бурлящей плазмы на поверхности солнце пригоршнями выбрасывает потоки света. Его частицы – миллиарды фотонов – преодолевают 93 миллиона миль через черноту космоса, чтобы пролиться дождем и, словно хлеб и мед, напитать распростертую плоть самой многочисленной живой массы на Земле. Растения питаются светом. Фотосинтез, столь необходимый растениям, является обязательным условием для существования большинства других форм жизни на Земле. Благодаря фотосинтезу растения насыщают воздух кислородом, которым мы дышим.

Как мы здесь оказались? Полтора миллиарда лет назад клетка, похожая на водоросль, проглотила цианобактерию. Эта водорослеподобная клетка стала начальным организмом, из которого впоследствии развились животные и грибы, а цианобактерия – прародительницей немыслимого разнообразия бактерий, наводнивших наш мир сегодня. Соединившись, они положили начало совершенно новой ветви жизни[23]. Оставаясь на плаву в мутных водах докембрийского периода, этот единственный страж у ворот нового царства начал заниматься фотосинтезом. Он получал солнечный свет и преобразовывал доступные материалы из окружающей среды – воду, углекислый газ, возможно, несколько микроэлементов – в сахар.

Первое растение было рождено химерой[24] – организмом, состоящим из генетически различных клеток. Листья каждого зеленого растения на Земле хранят генетический отпечаток того первого союза. Клетки растений, которые сегодня ловят фотоны, падающие из космоса, являются химерами в миниатюре; первая цианобактерия все еще внутри них[25], все еще добросовестно преобразовывает свет в пищу.

Спустя полтора миллиарда лет после начала сотворения мира растения эволюционировали и размножились до полумиллиона видов, которые обитают во всех экосистемах планеты. Их превосходство абсолютно. Если взвесить растительную массу, то она составит 80 % живого вещества Земли[26].

Когда около пятисот миллионов лет назад растения вышли из океана, они попали в земную глушь, окутанную негостеприимным туманом, состоящим из углекислого газа и водорода. То есть негостеприимным для всего, кроме растений. Они уже научились выделять кислород из углекислого газа, растворенного в океане, и приспособили эту технологию к своему новому миру. В некотором смысле они перенесли океан с собой. Непрерывно выдыхая, легионы ранних наземных растений изменили баланс газов в пользу насыщения кислородом[27]. Они создали атмосферу, которой мы наслаждаемся сейчас. Не будет лишним добавить, что они и породили пригодный для жизни мир. По словам итальянского философа Эмануэле Коччи, они создали наш космос: «Мир – это в первую очередь все, что растениям удалось из него сделать».

Благодаря этому же процессу растения производят все сахара, которые мы когда-либо потребляли. Лист – единственный объект в известном нам мире, который может производить сахар из неживых материалов – света и воздуха. Мы, то есть все остальные, вторичные потребители, перерабатывающие то, что произвело растение. Составленные нами новые комбинации генов могут быть гениальными, но материя не является оригинальной. Оригинал создается следующим образом: когда фотоны падают на протянутые к ним зеленые части растения, хлоропласты в клетках листа преобразуют частицы света в химическую энергию. Эта солнечная энергия накапливается в специализированных молекулах – накопителях энергии, аккумуляторных батареях растительного мира.

В то же время лист поглощает углекислый газ из воздуха через мельчайшие отверстия на нижней стороне, похожие на поры, которые называются стоматами или устьицами. Под микроскопом они выглядят как маленькие разинутые рты, рыбьи губы, которые открываются и закрываются. В конце концов, они по-своему дышат. Стоматы всасывают углекислый газ, и теперь уже он сталкивается с солнечной энергией, накопленной в хлоропластах, и водой, которая всегда течет по жилкам листа. В результате этой встречи с чистой энергией света молекулы воды и углекислого газа разрываются на части. Половина молекул кислорода из обоих участников после этой встречи улетучивается, возвращаясь в мир через открывшиеся стоматы и превращаясь в воздух, которым мы дышим. Оставшиеся углерод, водород и кислород превращаются в нити глюкозы, содержащей сахар. Если говорить точнее, то шесть молекул углекислого газа и шесть молекул воды, разорванные на части солнечной энергией, образуют шесть молекул кислорода и то, ради чего на самом деле все это и затевалось, – одну драгоценную молекулу глюкозы. Растение использует глюкозу для строительства новых листьев, из которых можно получить еще больше глюкозы. Оно также переносит глюкозу вниз по телу, передавая ее в подземную структуру, где она используется для выращивания новых корней, которые будут тянуть больше воды вверх по телу, а оно в свою очередь будет разрываться на части, чтобы произвести еще больше глюкозы. Таким образом развивается жизнь.

Мы тоже состоим из глюкозы. Без постоянного поступления этого растительного сахара наше существование быстро закончится. Только вдумайтесь: каждый орган живого организма построен из растительных сахаров. Отпечаток их молекул есть в мышцах на наших костях, да и в самих костях. Наше тело соткано из нитей, которые впервые сплели растения. Точно так же каждая мысль, которая когда-либо приходила вам в голову, появилась благодаря растениям.

Это просто ошеломляет. В частности, мозг представляет собой машину, работающую в основном на глюкозе. Без постоянного источника глюкозы связь между нейронами замедлится, а затем и вовсе прекратится. Память, усвоение информации и мышление остановятся. Без глюкозы ваш мозг увянет незадолго до того, как эта участь постигнет весь организм. Вся глюкоза в мире, независимо от того поступает ли она к вам в виде банана или кусочка пшеничного хлеба, была произведена из воздуха растением в тот момент, когда на него упали фотоны от солнца.

Таким образом, каждую минуту мы ведем разговор с растениями, а они – с нами. За нашими мыслями и их результатами – основами нашей культуры, нашими изобретениями – стоят триллионы растительных тел, каждое из которых трудится, чтобы поддерживать жизнь.

Однако, несмотря на все возможности, растения не способны перемещаться. Вероятно, один из величайших подвигов жизни – это то, что растения, учитывая их ограниченную подвижность, смогли распространиться так широко. Колонизация всех семи[28] земных континентов потребовала инноваций, умения адаптироваться и удачи. Но появление растений на новых территориях стало лишь одним из их достижений. Выжить, размножиться и создать сложные сообщества – и при этом противостоять угрозам хищников, погодным катаклизмам, лишениям и болезням – совсем другое дело.

Никто не знает об этом лучше, чем специалист по редким растениям, работающий на далеком острове. Стив Перлман – главный ботаник Программы по предотвращению вымирания растений на Гавайских островах. На момент нашей встречи ему исполнилось шестьдесят девять лет. Передо мной седой мужчина крепкого телосложения. Прежде чем погрузиться в запутанный мир исследований в области растительного интеллекта, я хотела познакомиться с классическими методами сбора растений для дальнейшего изучения. Я приехала, чтобы увидеть работу Перлмана: мы едем в стареньком минивэне по извилистой глинистой дороге на северо-западной окраине острова Кауаи и говорим о чувствах. Он, в отличие от знакомых-ботаников, занимающихся изучением редких растений, не принимает антидепрессанты. Вместо этого он пишет стихи. В любом случае, говорит мне Перлман, когда вымирает давно известное растение, нужно что-то делать. Каждое растение, которое умирает такой одинокой смертью, знаменует собой конец эволюционного проекта, длившегося много миллионов лет. Великий генетический эксперимент этого вида закончен, последний экземпляр стал последним представителем рода.

Каждое местное растение на Кауаи, четвертом по величине острове Гавайев, где живет и работает Перлман, – результат невероятного совпадения случая и везения. Каждый вид попал на остров в виде семени, плывущего по морю или летящего в брюхе птицы с расстояния в тысячи миль[29]: между Кауаи и ближайшим континентом более двух тысяч миль открытого океана. Ботаники считают, что за тысячу лет на остров попадает одно или два семечка.

Кауаи образовался пять миллионов лет назад в результате извержения вулкана, но тектоническое движение плит сместило его от вулканического очага. Остров каждый год по-прежнему понемногу дрейфует на северо-запад. В этом геологическом родильном доме острова появлялись один за другим и начинали двигаться влево тем же путем. Поскольку Кауаи считается первым среди всех гавайских, а значит, и самым старым, у него было больше времени для сбора случайных семян.

Когда новое семя укоренялось в молодой почве, растение превращалось в совершенно новый вид или чаще всего в несколько новых видов, каждый из которых примерял на себя новый образ жизни в комфортных климатических условиях острова.

Этот процесс известен как адаптивная радиация. В результате появились тысячи вариаций нескольких видов; каждая новая вариация становилась эндемичной (встречающейся исключительно на острове).

Глядя в окно подпрыгивающего на ухабах минивэна, я пытаюсь осознать величие этого факта. Перлман за рулем. Пышные листья пальм взметаются по бокам фургона, как руки в перчатках.

Обрыв с одной стороны дороги уходит вниз на несколько тысяч километров, открывая вид на каньон, покрытый бледной зеленью. Чем выше мы поднимаемся, тем гуще становится туман, окутывающий фургон. Вскоре густая растительность за окном сливается в мокрое зеленое пятно. Дорога становится плоской, Перлман останавливает машину и выходит. Мы забрались очень высоко. Он делает несколько широких шагов вперед, пока носки его рабочих ботинок не оказываются на краю обрыва, и смотрит вниз. Отвесный склон, поросший папоротниками, похож на мохнатую шубу, а маленькие пальмы, торчащие под разными углами, пробиваются сквозь туман. Скалы у основания образуют небольшую долину, по форме напоминающую полумесяц, другой край которой обращен к Тихому океану. На тысячи километров вниз она переливается всеми оттенками зеленого. Перламутровые капельки влаги покрывают все вокруг невесомой паутиной.

Во многих отношениях Кауаи – это ярчайший пример того, как выглядел бы мир, если бы в нем правили растения. По всему острову разбросаны кажущиеся неземными растения – результат безграничной цветочной свободы.

Когда растениям позволено развиваться, ничего не опасаясь, они становятся безупречно и вычурно особенными.

Возьмем, к примеру, род гибискадельфус (Hibiscadelphus). У этих растений, встречающихся только на Гавайях, длинные трубчатые цветки, которые словно специально созданы для удобства крючкоклюва – птицы, которая их опыляет. А еще есть вулканическая пальма бригамия (Brighamia insignis), или «Ол-Лулу» по-гавайски, – невысокое дерево, внешний вид которого лучше всего описывает его прозвище – капуста на палочке. За десятки тысяч лет она эволюционировала так, что опылять ее позволено только чрезвычайно редкому сказочному зеленому мотыльку-сфинксу (он и правда так называется).

Вулканическая пальма, до сих пор находящаяся под угрозой исчезновения в дикой природе, была спасена благодаря работе Перлмана в самом начале действия Программы по предотвращению вымирания, когда он придумал и собственноручно смастерил обвязку из веревок с узелками и с ее помощью висел над скалами На-Пали Кост. Там, на высоте четырех тысяч футов[30], маленькой косметической кисточкой, позаимствованной у жены, он искусственно повторял действия мотылька, осторожно перенося пыльцу с мужских особей на женские. «Результат был виден невооруженным глазом, – говорит Перлман. – Возвращаешься, а плоды просто лопаются от семян». (Сейчас вулканические пальмы выращивают как комнатное растение в Нидерландах, где их полно в оранжереях. Интересно, знает ли человек, у которого на подоконнике в Амстердаме стоит горшок с вулканской пальмой, какой драматический путь она прошла?) Другие растения приспособились жить на очень большой высоте, где прямо над ними за скалу цепляется папоротник, и стекающие с его листьев капли тумана создают идеальный баланс влажности.

В большинстве других мест на Земле, за пределами Кауаи, эволюция растений шла совсем по другой траектории. Первые растения с семенами и цветами появились около двухсот миллионов лет назад. С тех пор они разделились и развились в сотни тысяч видов, которым пришлось приспосабливаться к всевозможным угрозам, возникающим с момента их прорастания.

Когда семя решает пустить корни, оно идет на огромный риск. Семена – это зародыши, заключенные в оболочку из питательных веществ; один ученый-семеновод однажды описал мне их как «растение в коробке со своим обедом». В них заложена основа растения, живая, но пока дремлющая. Семя может десятилетие пролежать без дела, терпеливо дожидаясь подходящих условий, чтобы пустить первый корень. Как только это происходит, оно лишается малейшего шанса на перемещение. Вот так, без возможности двинуться с места, оно станет противостоять любой угрозе – ветру, снегу, засухе, прожорливым животным.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

«осьминог», ‹…› они могут с помощью щупальцев различать вкусы: Lena van Giesen et al., «Molecular Basis of Chemotactile Sensation in Octopus», Cell 183, no. 3 (2020): 594–604.

2

«осьминог» ‹…› они могут ‹…› запоминать человеческие лица: Roland C. Anderson et al., «Octopuses (Enteroctopus dofleini) Recognize Individual Humans», Journal of Applied Animal Welfare Science 13, no. 3 (2010): 261-72.

3

воспринимать окружающий мир более чутко: Jennifer Mather, «Cephalopod Tool Use», in Encyclopedia of Evolutionary Psychological Science, ed. Todd Shackelford and Vivian Weekes-Shackelford (New York: Springer, 2021): 948-51.

4

Для сравнения: последний общий предок людей и дельфинов был сухопутным млекопитающим, жившим около 50 миллионов лет назад. Наш последний общий предок с шимпанзе жил всего 6 миллионов лет назад.

5

ученым удалось впервые полностью расшифровать геном папоротника: Fay-Wei Li et al., «Fern Genomes Elucidate Land Plant Evolution and Cyanobacterial Symbioses», Nature Plants 4, no. 7 (2018): 460-72.

6

720 пар хромосом: D. Blaine Marchant et al., «Dynamic Genome Evolution in a Model Fern», Nature Plants 8, no. 9 (2022): 1038-51.

7

фермеры Китая и Вьетнама: Thomas A. Lumpkin and Donald L. Plucknett, «Azolla: Botany, Physiology, and Use as a Green Manure», Economic Botany 34 (1980): 111-53.

8

Почти 20 метров. – Прим. пер.

9

«сводом ‹…› ошибочных или недоказуемых утверждений»: Arthur W. Galston and Clifford L. Slayman, «The Not-So-Secret Life of Plants: In Which the Historical and Experimental Myths about Emotional Communication between Animal and Vegetable Are Put to Rest», American Scientist 67, no. 3 (1979): 337-44.

10

Когда такие растения оказываются рядом с братьями и сестрами: María A. Crepy and Jorge J. Casal, «Photoreceptor Mediated Kin Recognition in Plants», New Phytologist 205, no. 1 (2015): 329-38.

11

способны слышать воду, текущую по трубам: Monica Gagliano et al., «Tuned in: Plant Roots Use Sound to Locate Water», Oecologia 184, no. 1 (2017): 151-60.

12

лимская фасоль: Junji Takabayashi, Marcel Dicke, and Maarten A. Posthumus, «Induction of Indirect Defence Against Spider-Mites in Uninfested Lima Bean Leaves», Phytochemistry 30, no. 5 (1991): 1459-62.

13

махорка: Silke Allmann and Ian T. Baldwin, «Insects Betray Themselves in Nature to Predators by Rapid Isomerization of Green Leaf Volatiles», Science 329, no. 5995 (2010): 1075-78.

14

Другие растения, ‹…› выделяют химическое вещество: John Orrock, Brian Connolly, and Anthony Kitchen, «Induced Defences in Plants Reduce Herbivory by Increasing Cannibalism», Nature Ecology and Evolution 1, no. 8 (2017): 1205-7.

15

Чуть меньше 100 метров. – Прим. пер.

16

Около метра. – Прим. пер.

17

Бернард Беренсон, Sketch for a Self-Portrait (New York: Pantheon, 1949), 27.

18

«Растения не обладают сознанием и не нуждаются в нем»: Lincoln Taiz et al., «Plants Neither Possess nor Require Consciousness», Trends in Plant Science 24, no. 8 (2019): 677-87.

19

ученые мужественно пытались разобраться: Joseph Priestley, «Letter to Benjamin Franklin from Joseph Priestley, 1 July 1772», Founders Online, National Archives, https://founders. archives. gov/documents/Franklin/01-19-02-0136.

20

«Это, безусловно, нелогичная аргументация»: Paco Calvo and Anthony Trewavas, «Physiology and the (Neuro) Biology of Plant Behavior: A Farewell to Arms», Trends in Plant Science 25, no. 3 (2020): 214-16.

21

«Факты несут в себе теорию»: Haraway, Donna J., «In the Beginning Was the Word: The Genesis of Biological Theory». Signs 6, no. 3 (1981): 469-81. http://www.jstor.org/stable/3173758.

22

«Спрашивать человечество о том, что значит присутствовать в этом мире…»: Emanuele Coccia, The Life of Plants: A Metaphysics of Mixture (Hoboken, NJ: John Wiley, 2019).

23

В процесс был вовлечен и третий организм – бактериальный паразит, посредник, переправляющий пищу от одомашненных цианобактерий к водорослеподобной клетке-хозяину.

24

Первое растение было рождено химерой: Frederick W. Spiegel, «Contemplating the First Plantae», Science 335, no. 6070 (2012): 809-10.

25

первая цианобактерия все еще внутри них: G. M. Cooper, The Cell: A Molecular Approach, 2nd ed. (Sunderland, MA: Sinauer, 2000). Chloroplasts and Other Plastids.

26

если взвесить растительную массу, то она составит 80 % живого вещества Земли: Yinon M. Bar-On, Rob Phillips, and Ron Milo, «The Biomass Distribution on Earth», Proceedings of the National Academy of Sciences 115, no. 25 (2018): 6506-11.

27

Непрерывно выдыхая, легионы ранних наземных растений изменили баланс газов в пользу насыщения кислородом: Timothy M. Lenton et al., «Earliest Land Plants Created Modern Levels of Atmospheric Oxygen», Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 35 (2016): 9704-9.

28

В разных классификациях количество материков считают по-разному. В данном случае отдельно выделены Европа и Азия. – Прим. ред.

29

Миля равна 1600 м. – Прим. пер.

30

Около 1200 м. – Прим. пер.