Нервов у растений нет — во всяком случае, в том виде, в каком они есть у животных. Ведь что такое нерв? Это пучок нервных клеток, или, если говорить точнее, пучок аксонов — так называют длинные отростки нервных клеток. А нужны они для того, чтобы очень быстро передавать информацию в виде электрохимических импульсов на большие расстояния — от рецепторов к мозгу, от мозга к мышцам, от одного органа к другому. Именно благодаря нервным клеткам мы мгновенно чувствуем жжение, когда касаемся чего-то горячего, и благодаря им же сразу отдёргиваем руку — нейроны передают соответствующий сигнал мышцам. Но растения ведь так себя не ведут. Мы бы сильно удивились, если бы дерево вдруг резво отскочило от огня.
Однако на свете есть растения, которые могут двигаться не по-растительному быстро. Самые известные из них — венерина мухоловка и мимоза стыдливая. Венерина мухоловка — хищное растение, питающееся мелкими беспозвоночными. Насекомое, паук или какая-нибудь мокрица заползают в ловушку из листьев, которая выглядит как зубастая пасть. Мухоловка чувствует, что в ловушку кто-то попался, и захлопывает её — на это у неё уходят десятые доли секунды. Есть и другие плотоядные растения, способные к быстрым движениям: росянка и пузырчатка.
А вот мимоза стыдливая — совсем не хищная. Она быстро сворачивает и опускает листья в ответ на прикосновение, а когда её продолжает что-то тревожить, у листа ломается черешок — если на листе была, например, гусеница, она упадёт вместе с листом. Кроме мимозы, быстро вертеть листьями может азиатский кустарник Codariocalyx motorius, который называют телеграфным, семафорным или танцующим растением. Его листья тоже достаточно быстро двигаются на своих черешках, хотя до сих пор непонятно, почему они это делают: кто-то говорит, что растение пытается таким образом поймать больше света, кто-то — что движущиеся листья имитируют крылья бабочек, чтобы настоящие бабочки не откладывали на них яйца.
Очевидно, что у венериной мухоловки, мимозы и других быстро двигающихся растений есть что-то вроде осязания: они чувствуют, когда до них дотрагиваются, и этот сенсорный сигнал быстро превращается в двигательную команду. Всё выглядит так, будто у них всё-таки есть нервы — или что-то, что выполняет их функцию.
Как бы ни выглядели растительные нервы, в главном они должны быть похожи на наши. Вспомним, как работают нейроны. Отростки нервных клеток у животных можно уподобить полым кабелям, у которых в наружных мембранных стенках есть ионные каналы — специальные белки, управляющие потоком положительных и отрицательных ионов. При электрическом импульсе ионы по обе стороны мембраны перегруппировываются благодаря ионным каналам и электрические свойства мембраны на короткое время меняются. Первоначально это происходит на небольшом участке мембраны, но те ионные каналы, которые находятся рядом, чувствуют изменения и тоже начинают открываться и закрываться. В результате изменённое состояние распространяется по всей длине нейронного отростка — электрохимический импульс «бежит» от одной клетки к другой.
Начинается всё с того, что к нейрону приходят сигналы от другого нейрона: передающий нейрон через межнейронный контакт-синапс посылает принимающему нейрону вещества-нейромедиаторы (дофамин, серотонин, ацетилхолин и др.). Нейромедиаторы действуют на ионные каналы принимающего нейрона, возбуждая в нём импульс. Или же нейрон сам по себе чувствует какой-то внешний стимул — например, физическое давление или запаховую молекулу, или что-нибудь ещё. Так ведут себя рецепторные нейроны: специальные сенсорные белки в них начинают перегруппировку ионов, потом в дело включаются другие ионные каналы.
Есть много разных белков, которые управляют потоками ионов в нейронах: они поддерживают нейрон в рабочем состоянии, запускают импульс, помогают нейрону отдохнуть после импульса и т. д. В двух словах их работу не опишешь.
Но нам это и не надо. Для нас главное, что для нервного импульса нужна мембрана с разными электрическими зарядами на наружной и внутренней стороне — или, говоря иначе, с разностью электрических потенциалов. Ещё нужно, чтобы мембранные заряды менялись и чтобы эти изменения не ограничивались крохотным участком мембраны, а быстро распространялись на более или менее далёкое расстояние, хотя бы на несколько сантиметров. И чтобы в ответ на электрохимический импульс с растением что-нибудь происходило.
Разность потенциалов на мембране есть почти у всех клеток, растительные тут не исключение. Ещё в XIX веке удалось установить, что растения этой разностью потенциалов пользуются — в них появляются электрические импульсы, которые распространяются по растительным тканям. Любопытно, что исследования здесь начались с подачи Чарльза Дарвина, который много размышлял над умением венериной мухоловки быстро захлопывать свою лиственную пасть.
Возможно, от двигающихся растений, вроде мимозы и плотоядной мухоловки, и можно было ожидать, что они используют быстрые электрические импульсы. Но оказалось, что электрохимическими сигналами пользуются и обычные растения — от некоторых водорослей до хорошо нам знакомых алоэ и томатов. Эти сигналы распространяются у них медленнее, чем у животных: если у животных скорость нейронного импульса обычно равна десяткам метров в секунду, то у растений электрохимический сигнал «бежит» в среднем не быстрее нескольких сантиметров в секунду (хотя венерина мухоловка отличилась и тут — у неё сигнал в ловушке распространяется со скоростью 10 м/c). Некоторые из таких сигналов по физиологическим свойствам очень похожи на импульсы животных. Другие виды сигналов присущи только растениям, у животных аналогов им нет.
0
210.00
