Согласно новому исследованию, ученые из Массачусетского технологического института предположили, что семена риса и других культур способны слышать звук дождя. В MIT назвали это «первым прямым доказательством того, что семена и сеянцы растений могут воспринимать звуки в природе».
Растения гораздо сложнее и больше похожи на нас, чем можно себе представить. Включение музыки для растений может показаться эксцентричным, но несколько предыдущих исследований показали, что это оказывает определенное воздействие. Например, исследование 2024 года показало, что бок-чой лучше растет под классическую музыку, но хуже под рок-н-ролл. И это не единичный случай. Звук может оказывать различное воздействие на поведение растений.
Например, некоторые цветы используют высоту звука жужжания насекомых, чтобы определить, будут ли они выпускать пыльцу. И модельное растение арабидопсис (кресс-салат Таля), и табак вырабатывают более высокие уровни токсинов, таких как никотин, в ответ на звук гусениц, грызущих соседние растения. А звуки дождя повышают всхожесть семян и рост рассады риса, огурцов и маша.
Исследователи из Массачусетского технологического института проверили влияние естественного звука на прорастание риса: звука дождя. Рис может расти в почве или под водой во время затопления рисовых плантаций, и исследователи начали с измерения звука, издаваемого каплями дождя, падающими на неглубокие лужи, похожие на рисовые поля, где они сеяли семена. Громкость звуковых волн, создаваемых каплями, падающими на воду, была невероятно высокой, эквивалентной крику прямо в ухо, но в основном на частотах, слишком низких или слишком высоких для человеческого слуха.
Затем они включили запись на экспериментальных участках с рисом и сравнили скорость прорастания семян с контролем. Ученые обнаружили, что, хотя звуки капель воды, имитирующие легкий дождь, оказывали незначительное воздействие, более сильный дождь увеличивал всхожесть, а самый сильный – более чем на 30%.
Они также обратили внимание на важную подсказку из предыдущего исследования о том, как рис может воспринимать звук. Исследование 2002 года показало, что мутантные растения арабидопсиса, которые не могут производить крахмал, реагируют на вибрацию не так, как обычные арабидопсисы.
Звуковые волны — это просто энергия вибрации, распространяющаяся через газ, жидкость или твердое тело, которая заставляет объекты, такие как барабанные перепонки, которые мы используем для слуха, вибрировать при прохождении мимо. Звук — один из способов, с помощью которого мы обнаруживаем вибрации. Исследователи из Массачусетского технологического института предположили, что, возможно, растениям необходимо уметь производить крахмал, чтобы обнаруживать звук.
Это привлекло их внимание к структурам, называемым статолитами, от греческого слова, означающего «стоящий камень». Растительные клетки, способные ощущать гравитацию, содержат несколько статолитов, заполненных очень плотным крахмалом, которые опускаются сквозь клетку. Падая, статолиты соприкасаются с другими структурами в клетке и останавливаются, надавливая на ее дно и указывая растению, где находится нижняя точка.
Чтобы проверить свою теорию, исследователи смоделировали воздействие записанного звука на статолиты в рисовых семенах. Они обнаружили, что звуки дождя могут заставлять статолиты подпрыгивать снизу клетки, как бусинки на барабане. Легкий дождь оказывал незначительное воздействие, но по мере усиления звука дождя статолиты подпрыгивали выше и быстрее, имитируя стимуляцию прорастания.
Кроме того, слой статолитов на дне клетки вел себя почти как жидкость, подобно шарикам в детском бассейне, и звуковая энергия перемешивала эту «жидкость» и способствовала распространению химических сигналов по всему растению.
Мутантный арабидопсис из предыдущего исследования, вероятно, не мог воспринимать вибрации, потому что не способен синтезировать крахмал, необходимый для функционирования его статолитов. Это позволяет предположить, что статолиты могут быть одним из способов, с помощью которых растения «слышат».
Хотя сейчас среди ученых практически нет сомнений в том, что растения способны обнаруживать звуки и реагировать на них, действительно ли это слух, или для восприятия сигнала необходим разум? У растений нет нервной системы и централизованного мозга, как у людей и большинства других животных. Тем не менее, среди ученых ведется оживленная дискуссия о том, проявляют ли растения какой-либо вид интеллекта или нет.
К числу интересных наблюдений за поведением растений, которое кажется разумным, относятся исследование 2017 года, в котором корни гороха, по-видимому, следовали за звуком воды, проходя простой лабиринт, и исследование 2016 года, в котором утверждалось, что побеги гороха научились находить свет, если будут следовать направлению ветра от вентилятора.
Ученые наблюдали у растений электрические сигналы, похожие на те, что передаются в наших нервах, даже если они не передаются специализированными структурами, такими как наша нервная система. Во многих случаях мы не знаем, для чего они нужны, но это может быть связано с тем, что растения часто реагируют способами, которые нам не очевидны.
Например, электрические сигналы используются для того, чтобы заставить венериные мухоловки закрыться, а затем раздавить свою добычу. Они также используются в мимозе стыдливой, которая быстро закрывает свои листья при прикосновении. Возможно, существует и более децентрализованный тип интеллекта.
Для того чтобы слышать, организму может потребоваться сознание. Существует множество определений сознания. Но учёные, мать и дочь Линн Маргулис и Дориан Саган, утверждают, что в своей самой фундаментальной форме сознание — это просто осознание мира за пределами организма. Если это так, то это, безусловно, то, чем должны обладать все виды, чтобы реагировать на окружающую среду и выживать, даже если она различается по сложности и природе.
Возможно, мир рисового саженца или огурца слишком отличается от нашего, чтобы мы могли его понять, но, вероятно, не будет преувеличением сказать, что они слышат звук дождя.
Источник: The Conversation. Автор: Стюарт Томпсон.