О чем думают деревья
Как деревья общаются между собой?
Деревья, как и люди, взаимодействуют друг с другом, имеют свои индивидуальные характеры и жизненные предпочтения. Каким же образом?
Жить в обществе и быть свободным от общества человеку невозможно. Только отшельники могут позволить себе такую роскошь — быть независимым от мирской жизни. Да и роскошь ли это? Человек — существо общественное, и жить без себе подобных неестественно для него.
В растительном и животном наблюдается та же картина: все индивиды тем или иным образом зависимы друг от друга и, пожалуй, даже более зависимы, чем человек от своих сородичей. У человека имеется достаточно развитое сознание, чтобы найти выход из сложившейся жизненной ситуации. Совсем другое дело у растений, посаженных человеком. Как человек их посадил, так они и вынуждены жить, порой погибая, но не имея возможности изменить ситуацию.
Также не секрет, что опавшие листья и выделения корней грецкого ореха, каштана конского, ивы, акации могут губительно воздействовать на другие растения.
Молодая яблонька не станет жить на месте выкорчеванной старой яблони. И думается, дело не только в том, что земля истощена — посадочную яму можно заправить нужными органическими и минеральными веществами.
Подобных примеров можно привести множество. В наши дни даже закоренелый скептик не станет отрицать, что деревья, да и весь растительный мир, взаимодействуют друг с другом, определённым образом влияя на жизнедеятельность соседей.
Есть люди, уверенные в том, что деревья разговаривают друг с другом, конечно, не в прямом смысле этого слова. Например, никто не возразит, что дельфины общаются друг с другом, но мы их язык не воспринимаем. Почему же у растений не может быть своего языка общения? 
Молодую яблоню не стоит садить на месте старой
Фото: Depositphotos
Лесничий из Германии Петер Воллебен уверен, что деревья разговаривают между собой с помощью подземной «лесной сети». Он написал книгу «Скрытая жизнь деревьев». Идея написания книги родилась не на пустом месте, много лет лесничий наблюдал на вверенной ему горной территории в Западной Германии за древним буковым лесом, который упорно боролся за выживание.
Однажды Петер наткнулся на пень, которому было несколько сотен лет. Ни веток, ни листьев на нём не было, но он был жив. Очевидно, сородичи, переплетаясь с ним корнями, снабжали его питательными веществами — другого объяснения не было. Это подтверждало мысли лесничего о социальности деревьев.
Молодые деревья взрослеют в условиях жестокой конкуренции, в борьбе за свет и площадь питания. Но чтобы деревья были заинтересованы в сохранении популяции — это вызывало удивление и восхищение. 
Одинокий бук
Фото: Depositphotos
Основная мысль, которую автор доносит до читателя, у одних вызывает недоумение, у других — удивление, у третьих — удовлетворение тем, что нашёлся человек, увидевший, вернее почувствовавший, что деревья, как и всё живое на Земле, общается, разговаривает на своём языке друг с другом.
Также Петер уверен, что каждое дерево имеет свой характер.
Он увидел в иве индивидуалистку, а в буке — задиру и хулигана. Не знаю, как бук, но мне приходилось видеть ивы, растущие только поодиночке. Действительно, ивовых лесов не бывает. Буковые леса есть. Представляете, целый лес хулиганистых задир!
Петер описывает переживания деревьев с повреждёнными ветвями, с обглоданными листьями — такие деревья страдают, но стойко залечивают свои раны и выживают, благодаря помощи сородичей. 
Плакучая ива
Фото: Depositphotos
Петер считает, что «лесные сети» действуют как интернет-сети: с их помощью деревья передают информацию о бедствиях, постигших их. Кроме того, эти сети позволяют им определять своих среди многочисленного населения леса, поддерживать молодых, подрастающих членов сообщества.
Лесничий предполагает, что информация передаётся посредством электрических сигналов, проходящих по корням по типу нервной системы человека.
Петер пишет, что деревьям не нравятся соседи, которые забирают у них ресурсы, и тогда деревья выглядят словно пьяные, они искривлены и угнетены.
Вопреки стандартному заключению, что деревья неукоснительно следуют генетическому коду, Петер предполагает, что, как и люди, деревья имеют выбор, какими стать, как жить. Лесничий считает, что те деревья, которые образуют тысячелетние леса, действуют сообща — защищают свою территорию от пришельцев. Они могут вытеснить из своего леса, например, дубы, чтобы сохранить своё сообщество. 
Городским деревьям приходится выживать
Фото: Depositphotos
Городские деревья Петер сравнивает с уличными детьми: у них ограничены возможности самореализации, они страдают, имеют слабые корни и не выглядят счастливыми. Ведь им приходится не жить, а выживать в условиях загазованности, пыли, нехватки влаги и прочих негативных факторов. Такие деревья не могут проявить взаимовыручку, поддержать соседа, так как сами находятся на грани выживания.
Петер не агитирует людей обниматься с деревьями, разговаривать с ними, он просто призывает человека к защите природы, он пишет:
Я не предлагаю начать разговаривать с деревьями или превращать их в неких потусторонних существ, но я хочу, чтобы мы защищали их.
Интуитивным выводам немецкого лесничего находятся научные подтверждения. Учёные из Туринского университета провели ряд экспериментов и сделали предположение, что деревья обладают зачатками разума. Они также считают, что деревья передают различную информацию своим сородичам по корням — правда, это происходит лишь в том случае, если деревья переплетены корнями.
Кроме того исследователи считают, что деревья обладают способностью исцелять более слабых членов сообщества — при необходимости они по корням передают необходимые питательные вещества нуждающимся.
Учёные полагают, что немаловажную роль в обмене информацией между деревьями играют грибные сети, живущие на корнях и прикорневом пространстве. 
Грибные сети имеют важное значение в передаче информации
Фото: Depositphotos
В своей книге «О чём думают деревья» нейробиолог Стефано Манкузо пошёл ещё дальше. Он пишет, что деревья умеют считать, запоминать и делать выбор.
При этом он говорит, что у растений нет мозга, то есть органа, похожего на человеческий мозг. Ещё интересный момент следует учитывать: действительно ли мозг — тот орган, который создаёт разум. По словам учёного, головной мозг ничего не может создать самостоятельно, без информации, поступающей от других частей тела.
У растений же сознание и функционирование организма не разделены, как у человека, а присутствуют в каждой клетке, то есть дерево взаимодействует с окружающим миром посредством своего физического тела.
Растения имеют структуру, при которой функции жизнедеятельности не сосредоточены в специальных органах (как у человека — печень, почки, лёгкие ), а распределены по всему организму. Это, например, позволяет дереву продолжать жизнь при потере значительного количества тела (ветвей, корней). 
Дерево может восстановиться, даже если потеряет значительную часть своего тела
Фото: Depositphotos
Напрашивается вопрос: почему отсутствие такого органа, как мозг, должно помешать деревьям быть разумными?
Стефано Манкузо большую роль в жизнедеятельности деревьев отводит верхушкам корней. Продвигаясь в почве, они производят сложный анализ. Им приходится учитывать множество факторов (наличие влаги и питательных веществ, преграды, корни других растений, вредители, доступность кислорода и пр.), прежде чем решить, в каком направлении продвигаться.
Размер этой части корня очень мал, но здесь сосредоточена наибольшая электрическая активность, напоминающая сигналы в нейронах головного мозга животного. Каждое растение имеет миллионы таких верхушек, которые постоянно регистрируют множество параметров и направляют рост корней в соответствии с произведёнными расчётами.
Вот и получается, что верхушки корней являются своеобразным вычислительным центром, работающим на благо всего растения.
Переплетаясь, корни различных растений, образуют единый информационный центр, наподобие сети Интернета, в который поступает информация, обрабатывается в ней — и принимаются соответствующие решения.
В результате появились интересные гипотезы, как корни взаимодействуют друг с другом. Когда они анатомически соединяются между собой, поступление сигналов от других особей более-менее понятно. Но если физического контакта нет, как тогда происходит сотрудничество?
Учёный предполагает, что сигналы, связывающие корни, проходят вне растения.
Например, растения могут использовать химические сигналы или звуки, издаваемые верхушками корней при росте.
Исследования учёных подтверждают, что растущие корни издают звуки при расщеплении клеточных стенок.
Наука не стоит на месте, и время покажет, есть ли у растений разум. А нам, живущим сегодня, стоит прислушаться к призывам энтузиастов и беречь растительный и животный мир нашей планеты, без которого нам не жить.
Цивилизация деревьев: как они общаются и чем похожи на людей
Деревья появились на Земле раньше человека, но их не принято воспринимать как живые существа. В своей книге «Тайная жизнь деревьев: поразительная наука о том, что деревья чувствуют и как они взаимодействуют» немецкий лесничий Петер Воллебен рассказывает, как он заметил, что деревья общаются между собой, передают информацию с помощью запаха, вкуса и электрических импульсов, и как сам научился распознавать их беззвучный язык.
Когда Воллебен только начинал работать с лесом в горах Айфель в Германии, у него были совсем иные представления о деревьях. Он занимался подготовкой леса для производства пиломатериалов и «знал о скрытой жизни деревьев столько же, сколько мясник знает об эмоциональной жизни животных». Он видел, что случается, когда что-то живое, будь то существо или произведение искусства, превращается товар — «коммерческий фокус» работы искажал его взгляд на деревья.
Но примерно 20 лет назад все изменилось. Воллебен тогда начал организовывать специальные туры по выживанию в лесу, во время которых туристы жили в хижинах из бревен. Они проявляли искреннее восхищение «магией» деревьев. Это разожгло его собственное любопытство и любовь к природе, еще из детства, вспыхнула с новой силой. Примерно в то же время в его лесу начали проводить исследования ученые. Перестав смотреть на деревья как на валюту, он увидел в них бесценные живые создания.
Книга Петера Воллебена «The Hidden Life of Trees»
«Жизнь лесника снова стала захватывающей. Каждый день в лесу был днем открытия. Это привело меня к необычным методам управления лесом. Когда вы знаете, что деревья испытывают боль и имеют память, а родители у них живут вместе со своими детьми, вы не можете больше просто срезать их, обрывать жизнь своей машиной».
Откровение приходило к нему вспышками, особенно во время регулярных прогулок по той части леса, где рос старый бук. Однажды, проходя мимо груды камней, покрытых мхом, которые раньше он видел множество раз, Воллебен вдруг осознал, насколько они своеобразны. Наклонившись, он сделал потрясающее открытие:
Как дерево, срубленное столетия назад, могло до сих пор жить? Без листьев дерево не может осуществлять фотосинтез, то есть не может превращать солнечный свет в питательные вещества. Это древнее дерево получало их каким-то иным образом — и сотни лет!
Тайну раскрыли ученые. Они выяснили, что соседние деревья помогают другим через корневую систему либо напрямую, переплетая корни, либо косвенно — создают между собой вокруг корней как бы грибницу, которая служит своего рода расширенной нервной системой, соединяя далеко стоящие деревья. Кроме того, деревья при этом проявляют способность различать корни деревьев других видов.
Воллебен сравнил эту умную систему с тем, что происходит в человеческом обществе:
«Почему деревья — настолько социальные существа? Почему они делятся едой с представителями своего вида, а иногда даже идут дальше, чтобы накормить соперников? Причина та же, что и в человеческом сообществе: быть вместе — это преимущество. Дерево — это не лес. Дерево не может установить свой местный климат — он находится в распоряжении ветра и погоды. Но вместе деревья образуют экосистему, которая регулирует жару и холод, сохраняет большой запас воды и генерирует влажность. В таких условиях деревья могут жить очень долго. Если бы каждое дерево заботилось только о себе, часть из них никогда бы не дожила до преклонного возраста. Тогда в шторм ветру было бы легче пробраться внутрь леса и повредить множество деревьев. Солнечные лучи достигли бы земного покрова и высушили его. В результате страдало бы каждое дерево.
Таким образом, для сообщества важно каждое дерево, и каждому лучше продлить жизнь настолько, насколько это возможно. Поэтому даже больные, пока не восстановятся, поддерживаются и подкармливаются остальными. В другой раз, возможно, все изменится, и в помощи будет нуждаться то дерево, которое сейчас поддерживает других. […]
Дерево может быть настолько сильным, насколько силен лес вокруг него».
Кто-то может спросить, не приспособлены ли деревья к взаимопомощи лучше, чем мы, потому что наши жизни измеряются разными по масштабу временными отрезками. Можно ли нашу неспособность увидеть полную картину взаимной поддержки в человеческом сообществе объяснить биологической близорукостью? Может быть, организмы, жизнь которых измеряется другими масштабами, лучше приспособлены существовать в этой грандиозной в вселенной, где все глубоко взаимосвязано?
Без сомнения, даже деревья поддерживают друг друга в разной степени. Воллебен объясняет:
«Каждое дерево — член сообщества, но в нем есть разные уровни. Например, большинство пней начинают гнить и исчезают за пару сотен лет (что немного для дерева). И только некоторые остаются живы веками. В чем же разница? Есть ли у деревьев население «второго сорта», как в человеческом обществе? Видимо, да, но понятие «сорт» не совсем подходит. Это скорее степень связи — или, возможно, привязанности, — которая определяет, насколько готовы помочь дереву его соседи».
Эти взаимоотношения можно заметить и по верхушкам деревьев, если присмотреться:
«Обычное дерево простирает свои ветви, пока они не дотянутся до ветвей соседнего дерева такой же высоты. Дальше ветви не растут, потому что иначе им не хватит воздуха и света. Может сложиться впечатление, что они толкают друг друга. Но пара «товарищей» этого не делает. Деревья ничего не хотят отнимать друг у друга, они простирают ветви до краев кроны друг друга и в направлении тех, кто не является их «друзьями». Такие партнеры часто так тесно связаны у корней, что иногда они и умирают вместе».
Но деревья не взаимодействуют друг с другом вне экосистемы. Они часто оказываются связаны и с представителями других видов. Воллебен так описывает их обонятельную систему предупреждения:
«Четыре десятилетия назад ученые заметили, что жирафы в африканской саванне кормятся зонтичной колючей акацией. И деревьям это не нравилось. За несколько минут акации начинали выделять в листья токсическое вещество, чтобы избавиться от травоядных. Жирафы это понимали и переходили к другим деревьям поблизости. Но не к ближайшим — в поисках пищи они отходили примерно на 100 ярдов.
Причина этого поразительна. Акации, когда их поедали жирафы, выпускали особый «тревожный газ», который был сигналом об опасности для соседей того же вида. Те, в свою очередь, тоже начинали выпускать токсическое вещество в листву, чтобы подготовиться к встрече. Жирафы были уже в курсе этой игры и отходили в ту часть саванны, где можно было найти деревья, до которых новости еще не дошли.[…]».
Поскольку век дерева гораздо больше человеческого, у них все происходит куда медленнее. Воллебен пишет:
Положительная сторона такой медлительности в том, что не надо поднимать общую тревогу. Скорость компенсируется точностью подаваемых сигналов. Помимо запаха деревья используют вкус: каждая разновидность производит определенный вид «слюны», которая может быть насыщена и феромонами, нацеленными на то, чтобы отпугнуть хищника.
Чтобы показать, насколько важную роль деревья играют в экосистеме Земли, Воллебен рассказал историю, которая произошла в Национальном парке Йеллоустоун — первом в мире национальном парке.
«Все началось с волков. Волки исчезли из парка Йеллоустоун в 1920-е годы. С их исчезновением изменилась вся экосистема. Увеличилось число лосей, и они начали поедать осины, ивы и тополя. Снизилась растительность, и животные, которые зависели от этих деревьев, тоже стали исчезать. Волков не было 70 лет. Когда они вернулись, жизнь лосей перестала быть томной. Когда волки заставили стада передвигаться, деревья снова стали расти. Корни ив и тополей укрепили берега ручьев, и их течение замедлилось. Это, в свою очередь, создало условия для возвращения некоторых животных, в частности бобров — они теперь могли найти необходимые материалы, чтобы строить свои хатки и заводить семьи. Животные, чья жизнь связана с прибрежными лугами, тоже вернулись. Оказалось, что волки управляют хозяйством лучше, чем люди […]».
Подробнее об этом случае в Йеллоустоуне: Как волки меняют реки.
Документальный фильм «Тайны леса»:
Как говорят деревья и другие растения
Лес — это сложная экосистема. Сложнее, чем кажется на первый взгляд. Растения в ней связаны между собой и, помимо всего прочего, могут передавать информацию друг другу.
Сохранить и прочитать потом —
Эколог Сьюзан Симард (Suzanne Simard) сделала удивительное открытие: как бы далеко деревья ни находились друг от друга в лесу, они сохраняют способность к «общению». Такая возможность существует благодаря тому, что под землёй они соединены мицелием — тончайшими нитями, выходящими из плодового тела гриба. Их сеть подсоединяется к корням деревьев и контролирует обмен питательными веществами, которые необходимы представителям флоры для роста и жизни. Совокупная длина «магистралей» мицелия в лесной подстилке может превышать сотню километров даже на клочке почвы под вашей ступнёй.
С помощью «грибного транспорта» деревья и прочие растения общаются друг с другом, выделяя и передавая химические вещества. Смахивает на интернет или на человеческое тело, где органы связаны между собой кровеносной системой.
Мы составили для вас подборку занимательных фактов из исследований, которые показывают, что звуковые сигналы и умение коммуницировать с их помощью играют важную роль в жизни деревьев и других растений.
Фото Dag Peak / CC
Молодая кукуруза издаёт щелчки
Герои сказок слышали, как растёт трава. Но вряд ли в стародавние времена кому-нибудь приходило на ум попытаться разобрать, о чём она шепчет. А это вовсе не так безумно, как кажется. Во всяком случае, несколько лет назад выяснилось, что саженцы кукурузы «говорят» — на частоте 220 Гц. К такому выводу пришла международная группа биологов во главе с Моникой Гальяно.
Фото Theo Crazzolara / CC
Учёные провели эксперимент на молодых растениях кукурузы. Было обнаружено, что корешки злака издают щёлкающие звуки. Когда их запись воспроизводили в лаборатории на аудиооборудовании, корни кукурузы тянулись по направлению к источнику звука, точно так же как деревья и кусты разворачивают листья по направлению к источнику света.
Фенхель побуждает перец чили расти
В другой научной работе Моника Гальяно исследовала поведение перца чили и его способность к «общению» с фенхелем. В результате эксперимента выяснилось, что проростки чили растут быстрее в присутствии взрослого растения фенхеля. Несмотря на то, что эта многолетняя трава была посажена так, что не могла взаимодействовать с проростками за счёт передачи летучих химических веществ или посредством других изученных механизмов.
Фото Marc Barrison / CC
Гальяно и её коллеги пришли к выводу, что, возможно, растения «общались» с помощью звука или магнитных волн.
Горох улавливает ток воды на расстоянии
Растения умеют не только «общаться» между собой с помощью акустических колебаний. Некоторые в состоянии распознавать звуки из внешней среды, как минимум важные для их выживания. Например, установлено, что звуковые вибрации помогают гороху посевному (Pisum sativum) засечь источник воды, даже когда уровень влажности почвы низок — например, когда жидкость движется в трубе под землёй. Корни растения « чувствуют», течёт ли рядом вода, и если да, то в какой стороне. А привнесение постороннего шума, как оказалось, мешает горошку «ориентироваться» в звуковом ландшафте.
Фото George Hodan / PD
Деревья передают друг другу знания
Деревья одного вида могут «узнавать» друг друга. Сьюзан Симард сравнивает это со способностью медведиц находить своего малыша среди чужих.
В лекции на конференции TED исследовательница описала эксперимент, который провела над пихтами. Она посадила рядом с материнскими деревьями как их дочерние саженцы, так и полученные от других деревьев. Оказалось, что взрослые пихты способны узнавать своих «потомков». И создают для них лучшие условия: материнское дерево даже может замедлить рост своей корневой системы только для того, чтобы его «родным» саженцам жилось привольнее.
Фото GoranH / PD
Эколог также проанализировала сигналы тревоги, которые подают деревья. Например, в ответ на такое предупреждение «родитель» может усилить поток питательных веществ в адрес «своего» саженца. Все эти способности укрепляют адаптивность лесной растительности и повышают её устойчивость к нежелательным воздействиям.
«О чем думают растения»: Как деревья общаются между собой И чем лес напоминает интернет
В издательстве «Бомбора» вышла книга «О чем думают растения» нейробиолога Стефано Манкузо. Он пришел к выводу, что растения способны считать, делать выбор и запоминать. The Village публикует отрывок о том, как общаются между собой деревья.
Разумные растения
Мы начнем данный раздел с констатации очевидного факта: у растений нет мозга. Мы уже неоднократно повторяли это раньше, но повторяемся здесь еще раз для пущей ясности: у растений нет органа, который напоминал бы головной мозг в привычном нам виде.
У человека именно мозг является вместилищем разума, и недаром мы используем определения «мозговитый» или «безмозглый» для описания людей, обладающих или не обладающих интеллектуальными способностями. Как и большинство животных, за которыми мы признаем право на мыслительные способности, мы обладаем этим удивительным органом, устройство и функционирование которого мы все еще продолжаем изучать и без которого не представляем себе мышления (во всяком случае, среди представителей царства животных). Теперь поставим перед собой первый вопрос: действительно ли мозг — то самое уникальное место, где «производится» разум? Разумен ли мозг без тела, или, наоборот, он представляет собой лишь группу клеток без каких-либо специфических характеристик? Можно ли найти в нем какие-то следы разума? Очевидно, что ответ на эти вопросы отрицательный. Головной мозг самых великих гениев человечества не более разумен, чем их желудок. Это не какой-то волшебный орган, и он, безусловно, ничего не может создавать самостоятельно. Для любого разумного ответа нужна информация, поступающая из остальных частей тела.
Так вот, у растений сознание и функционирование не разделены, а присутствуют в каждой клетке: это реальный, живой пример того, что специалисты в области искусственного интеллекта называют «материализованным агентом», т. е. разумным агентом, взаимодействующим с миром посредством собственного физического тела.
В результате эволюции растения получили модульную структуру, при которой функции не сосредоточены в специализированных органах, а распределены по всему организму. Этот важнейший стратегический выбор, как мы видели, позволяет растениям терять даже значительные фрагменты тела без риска для жизни. Поэтому у растений нет легких, печени, желудка, поджелудочной железы или почек. Но они могут осуществлять все функции, которые эти органы выполняют у животных. Так почему же отсутствие мозга должно помешать им быть разумными?
Что делают корни
Давайте поговорим о корнях — о той расти растения, с которой Дарвин связывал способность растений принимать решения и осуществлять движения. Крайняя точка, верхушка корня, отвечает за движения растения под землей и за анализ почвы на наличие воды, кислорода и питательных веществ. Конечно, можно предположить, что рост корня является автоматическим и направляется такими простыми инструкциями, как «найти воду» или «расти вниз». В таком случае функция корней проста: найти воду и развиваться в этом направлении или расти вниз под действием силы гравитации. Но в реальности функция корней намного сложнее. У них множество задач и множество нужд; при продвижении в почве верхушки корней проводят сложный «анализ местности».
Кислород, минеральные соли, вода и питательные вещества обычно находятся в разных участках почвы, иногда достаточно далеко друг от друга. Поэтому корни вынуждены постоянно делать серьезный выбор: расти вправо и достичь столь необходимого растению фосфора или расти влево в поисках всегда недостающего азота? Расти вниз в поисках воды или вверх, где больше воздуха для дыхания? Как совместить решение столь разных задач? Кроме того, не забываем, что корням постоянно приходится огибать различные препятствия, а также ускользать или защищаться от врагов (других растений или паразитов). И это еще не все, поскольку местные нужды конкретного корня необходимо сопоставлять с общими нуждами всего растения в целом, а они могут не совпадать. Так много переменных, и все они столь существенны для выживания! Как растению удается удерживать корни от роста в одном и том же направлении, например, в поисках воды? Автоматический контроль роста корней представлял бы реальную опасность. Чтобы понять ситуацию, нужно сначала понять устройство и функцию этой замечательной части корня, называемой верхушкой.
Размер этой части корня разный у разных видов — от нескольких десятых миллиметра (например, у Arabidopsis thaliana) до нескольких миллиметров (например, у кукурузы). Эта жизненно важная часть корня обычно имеет белый цвет и обладает самой высокой чувствительностью. Кроме того, это область интенсивной электрической активности, основанной на потенциале действия — электрическом сигнале, напоминающем сигналы в нейронах головного мозга животных. Каждое растение имеет миллионы верхушек корней: корневая система даже очень маленького растения может иметь свыше 15 миллионов!
Верхушка каждого корня постоянно регистрирует множество параметров, таких как сила тяжести, температура, влажность, сила электрического поля, освещенность, давление, химические градиенты, наличие токсичных веществ (ядов, тяжелых металлов), звуковые волны, наличие или отсутствие кислорода и углекислого газа. Этот длинный список далеко не полный: ученые постоянно добавляют в него все новые и новые параметры. Верхушка корня в непрерывном режиме регистрирует эти параметры и направляет движение корня в соответствии с расчетами, учитывающими локальные и общие нужды растения. Никакой автоматический ответ не может удовлетворять таким запросам. На самом деле верхушка каждого корня представляет собой истинный «центр обработки данных» и действует не в одиночку, а в тесной связи с миллионами других корней, образующих корневую систему каждого растения.
Каждое растение — живой интернет
До сих пор мы обсуждали функционирование верхушки каждого корня в отдельности, но даже такие небольшие растения, как рожь или овес, могут иметь десятки миллионов верхушек, тогда как у дерева их может насчитываться несколько сотен миллионов (хотя никто их специально не подсчитывал). Как все эти корни действуют сообща? Верхушки корней одного растения нужно рассматривать не как изолированные функциональные центры, но как совместно действующие составляющие единой сети.
Чтобы понять, о чем идет речь, представьте себе интернет — самую обширную и мощную коммуникационную сеть, когда-либо созданную человеком. В последние десятилетия для выполнения сложных расчетов применяются главным образом два подхода (которые имеют непосредственное отношение к теме нашего рассказа). С одной стороны, создаются все более и более мощные суперкомпьютеры, способные выполнять невероятное количество вычислений за очень короткие промежутки времени (компьютер Sequoia марки IBM, выпущенный в 2012 году, за час может осуществить такое количество вычислений, которое 6,7 миллиарда человек, работая на простых калькуляторах по 24 часа в сутки, выполнили бы за 320 лет).
С другой стороны, для той же цели используется гигантский вычислительный потенциал целой сети компьютеров, такой как интернет. Эти две противоположные стратегии напоминают две стратегии, выбранные эволюцией для повышения эффективности принятия решений живыми организмами. С одной стороны, все более крупный и эффективно работающий индивидуальный мозг (в данном случае аналог суперкомпьютера — человек), с другой стороны, распределенный разум, такой, как мы видим в сообществах насекомых или у растений.
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?
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, 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.