Стефано Манкузо - О чем думают растения?

Скорость вычислений, осуществляемых суперкомпьютером в единицу времени, превышает и всегда будет превышать скорость вычислений компьютерной сети, однако нельзя не учитывать и недооценивать такой важный фактор, как надежность, которую обеспечивает компьютерная сеть. Первая версия интернета (Arpanet) была разработана агентством DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) при Министерстве обороны США с целью противостояния масштабным ядерным ударам. Даже если бы большинство компьютеров, составлявших сеть, было уничтожено (так ставилась задача), модульная структура сети обеспечивала ее функционирование и продолжение передачи данных.

Вам это ничего не напоминает? Такую же стратегию избрали растения: миллионы верхушек корней работают в единой сети, так что повреждение или удаление даже значительной части растения не нарушает работу сети в целом. Сама по себе одна верхушка корня не может эффективно осуществлять вычисления, но все верхушки корней вместе способны на удивительные подвиги – как муравей, который в одиночку не может выработать никакой стратегии, но совместно с другими муравьями создает одно из самых сложных и структурированных природных сообществ.

Как же корни сообщаются и сотрудничают друг с другом? Пока мы точно не знаем, но последние исследования позволяют сформулировать несколько интересных гипотез.

Корневая система, прежде всего, представляет собой физическую структуру, внутри которой корни соединены между собой анатомическим образом. Однако эта связь, по-видимому, не является главной. На самом деле сигналы, связывающие между собой корни растений, скорее всего, проходят не внутри растения. Как это возможно?

Рис. 5.4. Корневая система кукурузы в возрасте восьми недель содержит десятки миллионов верхушек корней

Вернемся к аналогии с муравьями и попытаемся представить себе верхушки корней как колонию насекомых: муравьи вообще не связаны между собой физическим образом, но при этом действуют согласованно, общаясь посредством химических сигналов. Может быть, корни действуют таким же путем? Растения, безусловно, мастерски используют искусство синтеза химических молекул всех видов и для всех целей. Так что, вполне возможно, что их подземные части, как и надземные, используют для общения химические сигналы.

Однако это пока лишь гипотеза, и поэтому следует рассмотреть и другие возможности. Например, верхушки корней могут быть чрезвычайно чувствительны к изменению электромагнитных полей, в том числе, производимому соседними верхушками, и могут действовать в соответствии с получаемыми сигналами. Кроме того, они умеют воспринимать звуковые волны, испускаемые другими корнями по мере роста. Как показали недавние исследования (см. главу 3), растущие корни издают звуки («клики»), которые слышат соседние корни. И это может быть весьма удобной системой коммуникаций: как мы видели, растения, по-видимому, производят эти звуки непреднамеренно, а в процессе расщепления клеточных стенок по мере роста. В таком случае этот звук является проявлением так называемого принципа парсимонии – данный сигнал достигает цели, но при этом не стоит растению дополнительных усилий или энергетических затрат.

Представьте себе быстро движущееся черное облако в вечернем весеннем небе – тысячи птиц, летящих в единой стае. До 1970-х гг. их координированное движение оставалось загадкой: теоретически птицы находятся столь близко друг к другу, что должны все время сталкиваться. Ученые блуждали в потемках в поисках ответа, иногда выдвигая странные гипотезы (в серьезных научных журналах), например, что птицы общаются… телепатически! Теперь уже найдено достаточно простое объяснение такого поведения, но тень загадочности все еще не до конца исчезла.

Каждая птица в стае следует нескольким основным правилам, например выдерживает расстояние в несколько сантиметров между собой и соседями впереди, справа и слева. И этого достаточно, чтобы обеспечить слаженный полет всей стаи, даже если тысячи птиц совершают резкий маневр. Одновременно элементарная и функциональная система, которая, по всей видимости, реализуется не только в птичьей стае. В настоящее время наиболее широко распространенная теория относительно функционирования корней растений предполагает, что они ведут себя как единая «стая».